Jan, 2023

大偏差下宽神经网络的收敛性和泛化性

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TL;DR该研究通过神经切向核（NTK）模式下的梯度下降探讨了训练一层过度参数化的 ReLU 网络，其中网络的偏置被初始化为某个常量而不是零。该初始化的诱人好处是神经网络将可以在整个训练过程中保持稀疏激活，从而实现快速训练。结果表明，在稀疏化后，网络可以实现与密集网络一样快的收敛速度。其次，提供了宽度稀疏性的相关性，给出了一个稀疏性相关的 Rademacher 复杂度和泛化性能界限。最后，研究了极限 NTK 的最小特征值，发现可以使用可训练偏置来提高推广性。
overparameterized relu networksgradient descentneural tangent kernelsparsitygeneralization bound
发现论文，激发创造
  • 深度宽神经网络的统计最优性

    本文研究了深度神经网络的泛化能力问题，探讨了其与神经切向核回归的关系，并分析了核的谱性质，得出了多层宽神经网络使用梯度下降等算法在早期停止时能够获得最佳性能的结论。

    May, 2023

  • 神经正切核：神经网络的收敛性和泛化性

    本研究证明了在梯度下降算法中，人工神经网络的演化可以被表示为一种核函数，称为神经切向核。它在无限宽度下收敛于一个明确的极限核，并且在训练过程中保持不变，可以用函数空间而不是参数空间来研究人工神经网络的训练。我们关注最小二乘回归并表明，在无限宽度下，网络函数 $f_ heta$ 在训练期间遵循线性微分方程。最后，我们对神经切向核进行了数值研究，观察了其在宽网络中的行为，并将其与无限宽度的极限进行了比较。

    Jun, 2018

  • 深度 ReLU 网络神经切向核最小特征值的严密界限

    本文通过对神经切向核的分析，提供深度 ReLU 网络 NTK 矩阵的最小特征值的紧密界限，考虑了有限和无限宽度的极端情况，研究了神经网络的内部特征矩阵的最小奇异值和输入输出特征映射的 Lipschitz 常数的上界。

    Dec, 2020

  • 深度神经网络和神经切向等级的动态

    本文研究了有限宽度的深度全连接神经网络中神经切向核的动态，并推导出一个无穷层次的普通微分方程组，它捕捉了深层神经网络的梯度下降动态。此外，在条件限制下，研究证明了 NTH 的截断层次近似于 NTK 的动态。这些描述使直接研究深度神经网络的 NTK 的变化成为可能，同时也揭示了深度神经网络胜过相应极限 NTK 的内在原因。

    Sep, 2019

  • 神经切向核方法的神经网络修正

    使用神经切比洛夫核方法，获得了网络训练误差上限、网络大小不变的泛化误差上限，以及一个简单且解析的核函数，能够优于相关网络，但需要注意网络缩放因子的问题。本文对原有方法进行修正，提出了更加严格的误差上限，解决了缩放问题。

    Jul, 2020

  • 我们需要多少个神经元？使用梯度下降算法训练的浅层网络的精细分析

    我们在神经切向核（NTK）范围内对使用梯度下降（GD）训练的两层神经网络的泛化性质进行分析，对于早停止的 GD，我们得到了在再现核希尔伯特空间的非参数回归框架中已知为最小化最优的快速收敛速度；在此过程中，我们准确地跟踪了泛化所需的隐藏神经元的数量，并改进了现有的结果；此外，我们进一步展示了在训练过程中，权重保持在初始化附近的一个领域内，该半径取决于回归函数的平滑度和与 NTK 相关的积分算子的特征值衰减等结构假设。

    Sep, 2023

  • 无限宽深度神经网络中的稀疏度 - 深度权衡

    研究稀疏神经活动如何影响具有修正线性单元激活的神经网络的一般化性能，提出神经网络高斯过程（NNGP）核，观察到在浅层时更稀疏的网络在各种数据集上优于非稀疏网络，并通过扩展现有的核 - 岭回归的一般化误差理论来验证此观察结果。

    May, 2023

  • 神经切向核的有限深度和宽度修正

    我们证明了在具有有限深度和宽度的随机初始化的 ReLU 网络中，神经切向核（NTK）的平均值和方差的精确缩放。

    Sep, 2019

  • 关于使用线性宽度进行深度 ReLU 网络梯度下降全局收敛的证明

    本文利用 Lipschitz 性质，仅需跟踪最后一个隐藏层的输出的演变，即可证明标准平方误差梯度下降可在单个宽层的 ReLU 网络中实现全局收敛，并显示了一些其跟先前的技术相比的改进。

    Jan, 2021

  • 深度神经网络中可训练性和泛化能力的分离

    本文通过分析神经核算法的光谱，提供了对于训练和推广条件的表征，特别地，在讨论极深和宽的神经网络时，发现神经核数仅仅维持有限的数据相关性，并考虑各种网络模型在很大的超参数空间区域内训练集过度拟合而且通常无法推广；同时，与深度神经网络及其卷积形式的全局平均池化相关的理论和实验结果得到了分析。

    Dec, 2019