We consider the problem of training a neural network to store a set of patterns with maximal noise robustness. A solution, in terms of optimal weights and state update rules, is derived by training each individual neuron to perform either kernel classification or interpolation with a minimum weight norm. By applying this method to feed-forward and recurrent networks, we derive optimal networks that include, as special cases, many of the hetero- and auto-associative memory models that have been proposed over the past years, such as modern Hopfield networks and Kanerva's sparse distributed memory. We generalize Kanerva's model and demonstrate a simple way to design a kernel memory network that can store an exponential number of continuous-valued patterns with a finite basin of attraction. The framework of kernel memory networks offers a simple and intuitive way to understand the storage capacity of previous memory models, and allows for new biological interpretations in terms of dendritic non-linearities and synaptic clustering.


翻译:我们考虑的是训练神经网络以存储具有最大噪音强度的一套模式的问题。 在最佳重量和州更新规则方面,一个解决办法是通过培训每个神经元进行内核分类或以最小重量标准进行内插来得出的。通过将这种方法应用于进料前网络和经常性网络,我们获得了最佳网络,这些网络作为特例包括过去几年来提出的许多异形和自动联合记忆模型,如现代Hopfield网络和Kanerva分散的记忆。我们普及了Kanerva的模型,并展示了设计内核内存网络的简单方法,这种内核内存网络可以储存大量具有一定吸引力的连续价值模式。内核内存网络框架提供了一种简单和直观的方法来理解以前的记忆模型的存储能力,并允许在密度非线性和合成组合方面进行新的生物解释。

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