预建的搜索空间

神经架构搜索空间是实现良好性能的关键。它定义了要探索和搜索的所有潜在架构或参数。神经架构搜索在 search_spaces.py 文件中提供了一组默认搜索空间：

  • Mnasnet
  • Efficientnet_v2
  • Nasfpn
  • Spinenet
  • Spinenet_v2
  • Spinenet_mbconv
  • Spinenet_scaling
  • Randaugment_detection
  • Randaugment_segmentation
  • AutoAugmentation_detection
  • AutoAugmentation_segmentation

此外，我们还提供以下搜索空间示例：

Lidar 笔记本会在笔记本中发布验证结果。PyTorch 搜索空间代码的其余部分仅用作示例，而不用于基准化分析。

每个搜索空间都有特定的使用场景：

  • MNasNet 搜索空间用于图片分类和对象检测任务，基于 MobileNetV2 架构。
  • EfficientNetV2 搜索空间用于对象检测任务。EfficientNetV2 添加了 Fused-MBCOMM 等新操作。如需了解详情，请参阅 EfficientNetV2 论文。
  • NAS-FPN 搜索空间通常用于对象检测。 您可以在此部分中找到详细说明。

  • 搜索空间的 SpineNet 系列包括 spinenet、spinenet_v2、spinenet_mbconv 和 spinenet_scaling。它们通常也用于对象检测。您可以在此部分中找到 SpineNet 的详细说明。

    • spinenet 是此系列中的基本搜索空间，在搜索期间同时提供残差和瓶颈块候选项。
    • spinenet_v2 提供较小的 spinenet 版本，这可能有助于更快地收敛，从而在搜索期间仅提供瓶颈块候选项。
    • spinenet_mbconv 为移动平台提供 spinenet 版本，并在搜索期间使用 mbconv 块候选项。
    • spinenet_scaling 通常在通过使用 spinenet 搜索空间找到合适的架构后使用，从而对该架构进行扩容或缩容以满足延迟时间要求。此搜索是通过图片大小、过滤条件数量、过滤条件大小和块重复次数等内容进行的。

  • 利用 Randamentment 和 AutoOctment 搜索空间，您可以分别为检测和细分搜索最佳数据增强操作。注意：数据增强通常在已搜索到合适的模型后使用。您可以在此部分中找到 DataAugmentation 的详细说明。

  • 3D 点云的 Lidar 搜索空间展示了特征生成器、骨干网、解码器和检测头上的端到端搜索。

  • PyTorch 3D 医学图像分割搜索空间示例展示了 UNet 编码器和 UNet 解码器上的搜索。

在大多数情况下，这些默认的搜索空间就足够了。但是，如果需要，您可以自定义这些现有搜索空间，或根据需要使用 PyGlove 库添加新的搜索空间。请查看示例代码以指定 NAS-FPN 搜索空间。

MNasnet 和 EfficientNetV2 搜索空间

MNasNet 和 EfficientV2 搜索空间定义了不同的 backbone 构建选项，例如 ConvOps、KernelSize 和 ChannelSize。backbone 可用于分类和检测等不同任务。

EfficientNet 的结构。

NAS-FPN 搜索空间

NAS-FPN 搜索空间定义了 FPN 层中的搜索空间，该层用于连接不同级别的特征以进行对象检测，如下图所示。

NAS-FPN 的结构。

SpineNet 搜索空间

借助 SpineNet 搜索空间，您可以搜索具有 scale-permuted intermediate 特征和 cross-scale 连接的骨干网，从而在 COCO 上实现单阶段对象检测器的领先性能，减少 60% 的计算量，并且 SpineNet 搜索空间性能超过 ResNet-FPN 对应搜索空间 6% AP。以下是搜索的 SpineNet-49 架构中的骨干层的连接。

SpineNet 的结构。

数据增强搜索空间

搜索最佳架构后，您还可以搜索最佳数据增强政策。数据增强可以进一步提高之前搜索到的架构的准确率。

神经架构搜索平台为以下两个任务提供了 RandAugment 和 AutoAugment 增强搜索空间：(a) randaugment_detection，用于对象检测，(b) randaugment_segmentation，用于细分。NAS 平台会在内部从要应用于训练数据的增强操作（如自动调整对比度、剪切、旋转）列表之间进行选择。

RandAugment 搜索空间

RandAugment 搜索空间由两个参数配置：(a) N（应用于图片的连续增强操作的数量）和 (b) M（所有这些操作的幅度）。例如，下图展示了具有不同 M=magnitude（幅度）的 M=2 的操作（剪切和对比）应用图片的示例。

应用于图片的 RandAugment。

对于 N 的给定值，系统会从操作库随机选择操作列表。增强搜索可找到现有训练作业的 N 和 M 的最佳值。搜索不使用代理任务，因此会一直运行训练作业运行到结束。

AutoAugment 搜索空间

AutoAutoment 搜索空间可让您搜索 choice、magnitude 和 probability 操作，以优化模型训练。借助 AutoAugment 搜索空间，您可以搜索政策选项，而 RandAugment 不支持这些选项。