We study training of Convolutional Neural Networks (CNNs) with ReLU activations and introduce exact convex optimization formulations with a polynomial complexity with respect to the number of data samples, the number of neurons, and data dimension. More specifically, we develop a convex analytic framework utilizing semi-infinite duality to obtain equivalent convex optimization problems for several two- and three-layer CNN architectures. We first prove that two-layer CNNs can be globally optimized via an $\ell_2$ norm regularized convex program. We then show that multi-layer circular CNN training problems with a single ReLU layer are equivalent to an $\ell_1$ regularized convex program that encourages sparsity in the spectral domain. We also extend these results to three-layer CNNs with two ReLU layers. Furthermore, we present extensions of our approach to different pooling methods, which elucidates the implicit architectural bias as convex regularizers.


翻译:我们研究革命神经网络(CNNs)的ReLU激活,并引进精确的共振优化配方,在数据样本数量、神经元数量和数据维度方面具有多元复杂性。更具体地说,我们开发一个共振分析框架,利用半无穷的双重性,为多个两层和三层CNN架构获得等效的共振优化问题。我们首先证明,两层CNN可以通过一个$\ell_2美元规范的正规化convex程序在全球优化。我们然后显示,单层RELU多层的多层CNN培训问题相当于一个鼓励光谱域中宽度的多层CNN培训问题。我们还将这些结果推广到两个RU层次的三层CNN。此外,我们介绍了我们采用不同组合方法的延伸,该方法将隐含的建筑偏向作为Convex规范者加以解释。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
15+阅读 · 2020年7月27日
专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
【推荐】TensorFlow手把手CNN实践指南
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年8月17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
Neural Architecture Optimization
Arxiv
8+阅读 · 2018年9月5日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
【推荐】TensorFlow手把手CNN实践指南
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年8月17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