We study deep ReLU feed forward neural networks (NN) and their injectivity abilities. The main focus is on \emph{precisely} determining the so-called injectivity capacity. For any given hidden layers architecture, it is defined as the minimal ratio between number of network's outputs and inputs which ensures unique recoverability of the input from a realizable output. A strong recent progress in precisely studying single ReLU layer injectivity properties is here moved to a deep network level. In particular, we develop a program that connects deep $l$-layer net injectivity to an $l$-extension of the $\ell_0$ spherical perceptrons, thereby massively generalizing an isomorphism between studying single layer injectivity and the capacity of the so-called (1-extension) $\ell_0$ spherical perceptrons discussed in [82]. \emph{Random duality theory} (RDT) based machinery is then created and utilized to statistically handle properties of the extended $\ell_0$ spherical perceptrons and implicitly of the deep ReLU NNs. A sizeable set of numerical evaluations is conducted as well to put the entire RDT machinery in practical use. From these we observe a rapidly decreasing tendency in needed layers' expansions, i.e., we observe a rapid \emph{expansion saturation effect}. Only $4$ layers of depth are sufficient to closely approach level of no needed expansion -- a result that fairly closely resembles observations made in practical experiments and that has so far remained completely untouchable by any of the existing mathematical methodologies.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员