We study the geometry of linear networks with one-dimensional convolutional layers. The function spaces of these networks can be identified with semi-algebraic families of polynomials admitting sparse factorizations. We analyze the impact of the network's architecture on the function space's dimension, boundary, and singular points. We also describe the critical points of the network's parameterization map. Furthermore, we study the optimization problem of training a network with the squared error loss. We prove that for architectures where all strides are larger than one and generic data, the non-zero critical points of that optimization problem are smooth interior points of the function space. This property is known to be false for dense linear networks and linear convolutional networks with stride one.


翻译:我们研究了具有一维卷积层的线性网络的几何形态。这些网络的函数空间可以被识别为可以稀疏分解的半代数系列多项式。我们分析了网络架构对函数空间的维数、边界和奇点的影响。我们还描述了网络参数化映射的临界点。此外,我们研究了使用平方误差损失训练网络的优化问题。我们证明,对于所有步长大于1并且是通用数据的架构,该优化问题的非零临界点是函数空间的平滑内部点。密集线性网络和步长为1的线性卷积网络已知该特性为假。

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