Spherical signals are useful mathematical models for data arising in many 3-D applications such as LIDAR images, panorama cameras, and optical scanners. Successful processing of spherical signals entails architectures capable of exploiting their inherent data structure. In particular, spherical convolutional neural networks (Spherical CNNs) have shown promising performance in shape analysis and object recognition. In this paper, we focus on analyzing the properties that Spherical CNNs exhibit as they pertain to the rotational structure present in spherical signals. More specifically, we prove that they are equivariant to rotations and stable to rotation diffeomorphisms. These two properties illustrate how Spherical CNNs exploit the rotational structure of spherical signals, thus offering good generalization and faster learning. We corroborate these properties through controlled numerical experiments.


翻译:球形信号是许多三维应用中产生的数据的有用的数学模型,如LIDAR图像、全景照相机和光学扫描仪。球状信号的成功处理需要能够利用其固有数据结构的架构。特别是球状神经网络(球状CNN)在形状分析和物体识别方面表现良好。在本文中,我们侧重于分析球状CNN所展示的与球状信号所存在的旋转结构有关的特性。更具体地说,我们证明它们与旋转具有等同性,稳定于旋转的二面形。这两个特性说明了球状CNN如何利用球状信号的旋转结构,从而提供了良好的概括和更快的学习。我们通过受控的数字实验来验证这些特性。

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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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