May, 2024
随机 ReLU 神经网络作为非高斯过程
Random ReLU Neural Networks as Non-Gaussian Processes
Rahul Parhi, Pakshal Bohra, Ayoub El Biari, Mehrsa Pourya, Michael Unser
TL;DR我们研究了具有随机初始化参数和修正线性单元激活函数的大类浅层神经网络，并证明了这些随机神经网络是良定义的非高斯过程，由脉冲白噪声（随机狄拉克测度的组合）驱动的随机微分方程的解。这些过程由权重和偏置的分布以及输入域中每个有界区域中激活阈值的密度所参数化。我们证明这些过程是等向的，同时具有 Hurst 指数为 3/2 的广义自相似性，并导出了它们的自协方差函数的一个非常简单的闭式表达式。我们的结果从非渐近的视角来看与先前的工作有本质不同：输入域中每个有界区域（即宽度）的神经元数量本身是一个具有泊松分布的随机变量，并且其均值与密度参数成比例。最后，我们证明在适当的假设下，当期望宽度趋于无穷大时，这些过程除了能收敛到高斯过程外，还能收敛到依赖于权重分布的非高斯过程。我们的渐近结果提供了一种新的方法来看待几个经典结果（宽网络收敛到高斯过程）以及一些新结果（宽网络可以收敛到非高斯过程）。