Oct, 2023

宽神经网络作为高斯过程：深度平衡模型的教训

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TL;DR当 DEQ 层的宽度趋近于无穷大时，它收敛到一个高斯过程，建立了所谓的神经网络和高斯过程 (NNGP) 的对应关系，这种收敛甚至在深度和宽度的极限互换的情况下也成立，这些发现为研究 DEQ 的训练和泛化提供了基础，为未来的研究奠定了基础。
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发现论文，激发创造
  • 深度神经网络作为高斯过程

    本文研究无限宽深层神经网络和高斯过程的等价性，提出一种计算高斯过程协方差函数的有效方法，并使用该方法在 MNIST 和 CIFAR-10 上进行了贝叶斯推断，在网络宽度增加时，训练神经网络的准确率和 GP 预测的不确定性分别增加，而有限宽度训练网络越接近 GP，测试性能越好，GP 预测通常优于有限宽度网络的预测，最后将这些 GP 的性能与随机神经网络的信号传播理论相联系。

    Nov, 2017

  • 任意深度的宽神经网络在梯度下降下演化为线性模型

    本文研究神经网络的学习和泛化性能，发现对于宽神经网络，学习动态变得简单，并且在无限宽度的极限下，它们由网络初始参数的一阶泰勒展开得到的线性模型控制。同时，通过在广义上拟合高斯过程的理论，揭示了神经网络可能表现出高斯过程的特性。

    Feb, 2019

  • 宽深神经网络中的高斯过程行为

    本研究研究了深度神经网络和高斯过程之间的联系，指出在广泛的条件下，随着体系结构越来越宽，隐含的随机函数在分布上会趋于高斯过程，并使用最大平均偏差评估收敛速率。最后，将贝叶斯深度网络与高斯过程进行比较，并从文献中回顾了非高斯替代模型。

    Apr, 2018

  • 带瓶颈的宽神经网络是深高斯过程

    本文探讨了存在 “瓶颈” 的 BNNs 的宽限制，其中一些隐藏层被保持在有限宽度，结果是一种高斯过程的组合，我们称之为 “瓶颈神经网络高斯过程”（bottleneck NNGP），并分析了单个瓶颈 NNGP 的理论，发现瓶颈在极端深度通过产生输出之间的相关性，并防止网络的内核在极端深度失去区分能力。

    Jan, 2020

  • 在无限宽度极限下探究神经网络隐式先验的不确定性特性

    本文研究深度学习模型的不确定性估计问题，基于神经网络高斯过程构建了一个概率模型，能够更好地校准模型并比较有限和无限宽模型的表现差异，同时也考虑了分类问题和迁移学习等实际应用场景。

    Oct, 2020

  • 深度均衡模型与不那么深的显式模型在高维高斯混合模型中几乎等效

    使用随机矩阵理论，对深度平衡模型的特征频谱进行深入分析，证明了隐式 CK 和 NTK 的谱行为取决于激活函数和初始权重方差，从而可以通过一个浅层显式网络来设计出相同的 CK 或 NTK。

    Feb, 2024

  • 高斯过程对神经网络的非渐进逼近

    本文研究了随机初始化的宽神经网络能否通过高斯过程来近似。我们在一个无限维函数空间中建立明确的收敛速率，说明了两种不同的情况：同时激活函数的次数和函数的平滑度会决定高斯过程的收敛速度。

    Feb, 2021

  • 无限宽深度神经网络的稳定行为

    研究了全连接前馈深度神经网络中对称中心稳定分布下权重和偏置的独立同分布，证明了相应加权后权重的无穷宽极限是一种随机过程，其有限维分布是多元稳定分布。这一极限过程被称为稳定过程，并且扩展了最近利用高斯无穷宽极限进行的研究线路。

    Mar, 2020

  • 宽神经网络：从非高斯随机场的初始化到 NTK 训练几何

    本文研究了具有大规模参数的人工神经网络，并探究了正态性的校正、宽神经网络的演化控制、与高概率训练的全局最小值等。

    Apr, 2023

  • 神经网络高斯过程的有限尺寸修正

    研究使用高斯过程模拟神经网络的兴趣越来越浓厚，本研究针对具有单隐藏层的大规模有限完全连接网络展示了输出在初始化时的高斯分布，同时发现该扰动的尺度与神经网络单元的数量成反比例关系，高阶项逐渐衰减，进而回复到 Edgeworth 扩展的形式；最后观察到理解该扰动在训练期间如何改变，将有助于展示高斯过程框架在模拟神经网络行为时的适用范围。

    Aug, 2019