One of the central problems in the study of deep learning theory is to understand how the structure properties, such as depth, width and the number of nodes, affect the expressivity of deep neural networks. In this work, we show a new connection between the expressivity of deep neural networks and topological entropy from dynamical system, which can be used to characterize depth-width trade-offs of neural networks. We provide an upper bound on the topological entropy of neural networks with continuous semi-algebraic units by the structure parameters. Specifically, the topological entropy of ReLU network with $l$ layers and $m$ nodes per layer is upper bounded by $O(l\log m)$. Besides, if the neural network is a good approximation of some function $f$, then the size of the neural network has an exponential lower bound with respect to the topological entropy of $f$. Moreover, we discuss the relationship between topological entropy, the number of oscillations, periods and Lipschitz constant.


翻译:深层学习理论研究的中心问题之一是了解深层神经网络的深度、宽度和节点数量等结构特性如何影响深层神经网络的表达性。在这项工作中,我们展示了深神经网络和动态系统表层昆虫之间的新联系,可用于确定神经网络深度-宽度取舍的特征。我们根据结构参数对神经网络的表层-宽度和节点的连续半血管单元提供上层连接。具体地说,RLU网络的表层和每层美元节点的表层的表层昆虫受美元(l\logm m)的高度约束。此外,如果神经网络是某些功能的良好近似值,那么神经网络的大小则与1美元表层昆虫的大小有指数更小的界限。此外,我们讨论的是表层昆虫、层数、时段和Lipschitz恒定值之间的关系。

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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/
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