ABCnet——高精度二值化網路（Binary Neural Network）
"Towards Accurate Binary Convolutional Neural Network"這篇文章提出了ABCnet，是一種表示精度較高的二值化網路結構（作為XNORnet的演進）。有關XNORnet及其優勢可以參考論文："XNORNet: ImageNet Classification Using Binary Convolutional Neural Networks"。
論文地址：https://arxiv.org/abs/1711.11294
ABCnet GitHub：https://github.com/layog/Accurate-Binary-Convolution-Network
XNORnet GitHub：https://github.com/ayush29feb/Sketch-A-XNORNet
1、權重引數二值化的線性組合
文章採用一組二值化基（binary filter base）的線性組合來表示網路層引數：
線性組合係數與二值化基的求解問題如下：
針對每個網路層，文章採用一組固定數值的矢量表示二值化基，並且由網路層引數的均值與標準差決定：
由此便可以獲得單一求解線性組合係數的優化問題：
2、權重引數的STE求導
當引數二值化之後，由於估計取值的離散性，不能直接求解損失函式關於原引數的導數，只能用STE（Straight Through Estimator）方法近似求解：
其中c 為損失函式，O 表示網路層輸出。
3、網路層輸入的量化
當網路引數二值化之後，便可以消除卷積或矩陣乘法涉及的乘法操作（multiplier-free），若進一步將網路層輸入量化為1bit，那麼卷積或矩陣乘法便可以簡化為bit-wise XNOR與bit-count運算：
實施二值化操作時，網路層輸入仍然採用一組二值化基的線性組合予以估計：
其中scale係數（beta）、shift係數（v）是可訓練引數，類似於Batch Normalization的仿射變換系數。最終二值化網路層的構造及計算方式如下：
若網路層同時包含pooling、batch normalization及activation操作，則類似於XNORnet的做法，網路層可構造為bn -> conv2d -> pooling -> activation的形式：
並且BN（仿射變換）與網路層輸入的二值化可以合併在一起：
4、實驗結果
針對ImageNet2012分類任務，以Resnet18為例，ABCnet結構相比於原網路、以及其他二值化網路的推理精度對比如下：
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