We study the family of functions that are represented by a linear convolutional neural network (LCN). These functions form a semi-algebraic subset of the set of linear maps from input space to output space. In contrast, the families of functions represented by fully-connected linear networks form algebraic sets. We observe that the functions represented by LCNs can be identified with polynomials that admit certain factorizations, and we use this perspective to describe the impact of the network's architecture on the geometry of the resulting function space. We further study the optimization of an objective function over an LCN, analyzing critical points in function space and in parameter space, and describing dynamical invariants for gradient descent. Overall, our theory predicts that the optimized parameters of an LCN will often correspond to repeated filters across layers, or filters that can be decomposed as repeated filters. We also conduct numerical and symbolic experiments that illustrate our results and present an in-depth analysis of the landscape for small architectures.


翻译:我们研究的是由线性进化神经网络(LCN)代表的函数组。这些函数构成从输入空间到输出空间的一组线性地图的半数值子集。相反,由完全连接的线性网络代表的函数组形成代数组。我们观察到,LCN所代表的函数组可以与承认某些因子化的多元性函数组识别,我们从这个角度来描述网络结构对由此形成的功能空间的几何测量的影响。我们进一步研究如何优化LCN的客观功能组,分析功能空间和参数空间的关键点,并描述梯度下降的动态异变。总体而言,我们的理论预测,LCN的优化参数将常常与层间反复的过滤器或可分解的过滤器相对应。我们还进行数字和象征性实验,以说明我们的结果,并对小型结构的景观进行深入分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

LCN:IEEE Conference on Local Computer Networks。 Explanation:本地计算机网络IEEE会议。 Publisher:IEEE。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/lcn/
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
30+阅读 · 2020年4月15日
【课程推荐】 深度学习中的几何(Geometry of Deep Learning)
专知会员服务
55+阅读 · 2019年11月10日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【学习】(Python)SVM数据分类
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5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
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
7+阅读 · 2019年6月20日
CoCoNet: A Collaborative Convolutional Network
Arxiv
6+阅读 · 2019年1月28日
Arxiv
5+阅读 · 2018年5月31日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【学习】(Python)SVM数据分类
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5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
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
相关论文
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
7+阅读 · 2019年6月20日
CoCoNet: A Collaborative Convolutional Network
Arxiv
6+阅读 · 2019年1月28日
Arxiv
5+阅读 · 2018年5月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员