Many currently available universal approximation theorems affirm that deep feedforward networks defined using any suitable activation function can approximate any integrable function locally in $L^1$-norm. Though different approximation rates are available for deep neural networks defined using other classes of activation functions, there is little explanation for the empirically confirmed advantage that ReLU networks exhibit over their classical (e.g. sigmoidal) counterparts. Our main result demonstrates that deep networks with piecewise linear activation (e.g. ReLU or PReLU) are fundamentally more expressive than deep feedforward networks with analytic (e.g. sigmoid, Swish, GeLU, or Softplus). More specifically, we construct a strict refinement of the topology on the space $L^1_{\operatorname{loc}}(\mathbb{R}^d,\mathbb{R}^D)$ of locally Lebesgue-integrable functions, in which the set of deep ReLU networks with (bilinear) pooling $\operatorname{NN}^{\operatorname{ReLU} + \operatorname{Pool}}$ is dense (i.e. universal) but the set of deep feedforward networks defined using any combination of analytic activation functions with (or without) pooling layers $\operatorname{NN}^{\omega+\operatorname{Pool}}$ is not dense (i.e. not universal). Our main result is further explained by \textit{quantitatively} demonstrating that this "separation phenomenon" between the networks in $\operatorname{NN}^{\operatorname{ReLU}+\operatorname{Pool}}$ and those in $\operatorname{NN}^{\omega+\operatorname{Pool}}$ by showing that the networks in $\operatorname{NN}^{\operatorname{ReLU}}$ are capable of approximate any compactly supported Lipschitz function while \textit{simultaneously} approximating its essential support; whereas, the networks in $\operatorname{NN}^{\omega+\operatorname{pool}}$ cannot.


翻译:目前许多通用近似理论都确认,使用任何合适的激活功能来定义的深度种子转发网络 {UOOU或PReLU) 能够以$L1$-norm 来近似任何本地的不可调控功能。尽管使用其他类型的激活功能来定义的深神经网络有不同的近似率,但对于“RLU”网络在其传统(例如,Sigbb*d,\hathbb{R%D)对应方上展示的经经验证实的优势,我们的主要结果表明,带有平滑线性激活功能的深度网络(例如,RUOOU 或 PRELU) 基本上比用美元(g. signame, Swish, GELU, 或 Softplus。更具体地说,我们对空间 $L1+Otorname{(ator) 的顶端功能进行了严格的精细精细精细的精细的精细的精细精细精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的显示。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度前馈网络(deep feedforward network),也叫做前馈神经网络(feedforward neural network)或者多层感知机(multilayer perceptron, MLP),是典型的深度学习模型。前馈网络的目标是近似某个函数 f^∗ 。例如,对于分类器,y = f^∗ (x)将输入x映射到一个类别y。前馈网络定义了一个映射y = f (x; θ),并且学习参数θ的值使它能够得到最佳的函数近似。
机器学习损失函数概述,Loss Functions in Machine Learning
专知会员服务
82+阅读 · 2022年3月19日
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
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
详解PyTorch中的ModuleList和Sequential
极市平台
0+阅读 · 2022年1月28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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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
0+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
0+阅读 · 2012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 · 2012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
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月8日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
相关VIP内容
机器学习损失函数概述,Loss Functions in Machine Learning
专知会员服务
82+阅读 · 2022年3月19日
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
相关资讯
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
详解PyTorch中的ModuleList和Sequential
极市平台
0+阅读 · 2022年1月28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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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
0+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
0+阅读 · 2012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 · 2012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
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员