We introduce a GP generalization of ResNets (including ResNets as a particular case). We show that ResNets (and their GP generalization) converge, in the infinite depth limit, to a generalization of image registration variational algorithms. Whereas computational anatomy aligns images via warping of the material space, this generalization aligns ideas (or abstract shapes as in Plato's theory of forms) via the warping of the RKHS of functions mapping the input space to the output space. While the Hamiltonian interpretation of ResNets is not new, it was based on an Ansatz. We do not rely on this Ansatz and present the first rigorous proof of convergence of ResNets with trained weights and biases towards a Hamiltonian dynamics driven flow. Our constructive proof reveals several remarkable properties of ResNets and their GP generalization. ResNets regressors are kernel regressors with data-dependent warping kernels. Minimizers of $L_2$ regularized ResNets satisfy a discrete least action principle implying the near preservation of the norm of weights and biases across layers. The trained weights of ResNets with $L^2$ regularization can be identified by solving an autonomous Hamiltonian system. The trained ResNet parameters are unique up to the initial momentum whose representation is generally sparse. The kernel regularization strategy provides a provably robust alternative to Dropout for ANNs. We introduce a functional generalization of GPs leading to error estimates for ResNets. We identify the (EPDiff) mean fields limit of trained ResNet parameters. We show that the composition of warping regression blocks with reduced equivariant multichannel kernels (introduced here) recovers and generalizes CNNs to arbitrary spaces and groups of transformations.


翻译:我们引入了对 ResNet 的 GP 概括化( 包括 ResNet 作为特定实例 ) 。 我们显示 ResNet (及其 GP 概括化) 在无限深度限制下, 将 RESNet (及其GP 概括化) 集中到图像登记变异算法的概括化。 虽然计算解剖通过扭曲材料空间对图像进行对齐, 但这种概括化通过对 RKHS 函数的扭曲( 或者像 Plato 的形态理论中的抽象形状 ) 将想法( 或者像 Plato 的形态理论中那样的抽象形状) 整合到输出空间。 虽然 ResNet 的 汉密尔顿解释并不新鲜, 但它以 Ansatz 为基础。 我们不依赖这个 Ansatz, 并首次严格证明 ResNet 的趋和偏向汉密尔密尔顿动态流流流流流流流流流流流的趋同性结构的趋同性特性。 REDROD 精度和经训练的正统化的正统性结构显示其精度的精度结构的精度变变。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
98+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月13日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员