Numerous physical systems are described by ordinary or partial differential equations whose solutions are given by holomorphic or meromorphic functions in the complex domain. In many cases, only the magnitude of these functions are observed on various points on the purely imaginary jw-axis since coherent measurement of their phases is often expensive. However, it is desirable to retrieve the lost phases from the magnitudes when possible. To this end, we propose a physics-infused deep neural network based on the Blaschke products for phase retrieval. Inspired by the Helson and Sarason Theorem, we recover coefficients of a rational function of Blaschke products using a Blaschke Product Neural Network (BPNN), based upon the magnitude observations as input. The resulting rational function is then used for phase retrieval. We compare the BPNN to conventional deep neural networks (NNs) on several phase retrieval problems, comprising both synthetic and contemporary real-world problems (e.g., metamaterials for which data collection requires substantial expertise and is time consuming). On each phase retrieval problem, we compare against a population of conventional NNs of varying size and hyperparameter settings. Even without any hyper-parameter search, we find that BPNNs consistently outperform the population of optimized NNs in scarce data scenarios, and do so despite being much smaller models. The results can in turn be applied to calculate the refractive index of metamaterials, which is an important problem in emerging areas of material science.


翻译:大量物理系统由普通或部分差异方程式描述,这些方程式的解决方案由复杂领域的内晶或中形函数提供。在许多情况下,这些功能的大小只在纯想象的jw-axis 上的不同点上观察到,因为对其各个阶段的一致测量往往费用高昂。然而,最好从规模上检索损失的阶段。为此,我们提议以Blaschke 产品为基础,以阶段检索为标准,建立一个物理作用的深神经网络。在Helson 和Sarason Theorem的启发下,我们利用Blaschke 产品神经网络(BPNNN),在数量上的观测作为投入,在不同的点上观察点上观测到这些功能的大小。由此产生的合理功能随后用于阶段的检索。我们把BPNNN与传统的深神经网络(NNN)相比较,在几个阶段的回收问题上,包括合成和当代现实世界问题(例如数据收集需要大量专门知识和时间消耗的元材料),在每个阶段的检索问题中,我们用不同大小的常规科学NNNW的数值组群群群群和超额的模型进行对比,尽管我们一直在进行搜索,在最精确的阵列的模型的模型中发现,在最细的模型中,在最细的模型中,在最细的模型中,在最细的模型中可以找到的模型中发现。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
Python编程基础,121页ppt
专知会员服务
48+阅读 · 2021年1月1日
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
一份循环神经网络RNNs简明教程,37页ppt
专知会员服务
172+阅读 · 2020年5月6日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
谷歌足球游戏环境使用介绍
CreateAMind
32+阅读 · 2019年6月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月27日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月26日
VIP会员
相关VIP内容
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
Python编程基础,121页ppt
专知会员服务
48+阅读 · 2021年1月1日
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
一份循环神经网络RNNs简明教程,37页ppt
专知会员服务
172+阅读 · 2020年5月6日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
谷歌足球游戏环境使用介绍
CreateAMind
32+阅读 · 2019年6月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员