Deep neural networks have achieved remarkable success in diverse applications, prompting the need for a solid theoretical foundation. Recent research has identified the minimal width $\max\{2,d_x,d_y\}$ required for neural networks with input dimensions $d_x$ and output dimension $d_y$ that use leaky ReLU activations to universally approximate $L^p(\mathbb{R}^{d_x},\mathbb{R}^{d_y})$ on compacta. Here, we present an alternative proof for the minimal width of such neural networks, by directly constructing approximating networks using a coding scheme that leverages the properties of leaky ReLUs and standard $L^p$ results. The obtained construction has a minimal interior dimension of $1$, independent of input and output dimensions, which allows us to show that autoencoders with leaky ReLU activations are universal approximators of $L^p$ functions. Furthermore, we demonstrate that the normalizing flow LU-Net serves as a distributional universal approximator. We broaden our results to show that smooth invertible neural networks can approximate $L^p(\mathbb{R}^{d},\mathbb{R}^{d})$ on compacta when the dimension $d\geq 2$, which provides a constructive proof of a classical theorem of Brenier and Gangbo. In addition, we use a topological argument to establish that for FNNs with monotone Lipschitz continuous activations, $d_x+1$ is a lower bound on the minimal width required for the uniform universal approximation of continuous functions $C^0(\mathbb{R}^{d_x},\mathbb{R}^{d_y})$ on compacta when $d_x\geq d_y$.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

IJCAI2022《对抗序列决策》教程,164页ppt
专知会员服务
46+阅读 · 2022年7月27日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
143+阅读 · 2020年7月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12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
【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
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
137+阅读 · 2019年9月24日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
37+阅读 · 2015年12月31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
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 11月19日
VIP会员
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
37+阅读 · 2015年12月31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
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员