Various iterative reconstruction algorithms for inverse problems can be unfolded as neural networks. Empirically, this approach has often led to improved results, but theoretical guarantees are still scarce. While some progress on generalization properties of neural networks have been made, great challenges remain. In this chapter, we discuss and combine these topics to present a generalization error analysis for a class of neural networks suitable for sparse reconstruction from few linear measurements. The hypothesis class considered is inspired by the classical iterative soft-thresholding algorithm (ISTA). The neural networks in this class are obtained by unfolding iterations of ISTA and learning some of the weights. Based on training samples, we aim at learning the optimal network parameters via empirical risk minimization and thereby the optimal network that reconstructs signals from their compressive linear measurements. In particular, we may learn a sparsity basis that is shared by all of the iterations/layers and thereby obtain a new approach for dictionary learning. For this class of networks, we present a generalization bound, which is based on bounding the Rademacher complexity of hypothesis classes consisting of such deep networks via Dudley's integral. Remarkably, under realistic conditions, the generalization error scales only logarithmically in the number of layers, and at most linear in number of measurements.


翻译:针对反面问题的各种迭代重建算法可以作为神经网络展开。 典型的迭代软保存算法( ISTA) 启发了人们的假设类。 这一类的神经网络是通过不断演化ISTA的迭代和学习一些重量来获得的。 根据培训样本,我们的目标是通过实验风险最小化来学习最佳网络参数,从而通过实验风险最小化和最佳网络重建信号的最佳网络。在本章中,我们讨论并结合这些专题,为适合稀有重建的一类神经网络提供概括性错误分析,从少量线性测量中得出。特别是,我们可能从所有线性/层中学习一个宽度基础,从而获得一种新的字典学习方法。 对于这一类的假设类,我们提出一个概括性约束,其基础是将Rademacher的假设类的复杂性绑在一起,这些深度网络在现实的、最精确的、最精确的层次的线性测量中,仅根据现实的、最精确的、最精确的层次的线性层次上。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月2日
专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Arxiv
14+阅读 · 2021年3月10日
Arxiv
4+阅读 · 2020年10月18日
Arxiv
6+阅读 · 2019年12月30日
Arxiv
18+阅读 · 2019年1月16日
VIP会员
相关资讯
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员