We present a novel intelligent-system architecture called "Dynamic Net Architecture" (DNA) that relies on recurrence-stabilized networks and discuss it in application to vision. Our architecture models a (cerebral cortical) area wherein elementary feature neurons encode details of visual structures, and coherent nets of such neurons model holistic object structures. By interpreting smaller or larger coherent pieces of an area network as complex features, our model encodes hierarchical feature representations essentially different than artificial neural networks (ANNs). DNA models operate on a dynamic connectionism principle, wherein neural activations stemming from initial afferent signals undergo stabilization through a self-organizing mechanism facilitated by Hebbian plasticity alongside periodically tightening inhibition. In contrast to ANNs, which rely on feed-forward connections and backpropagation of error, we posit that this processing paradigm leads to highly robust representations, as by employing dynamic lateral connections, irrelevant details in neural activations are filtered out, freeing further processing steps from distracting noise and premature decisions. We empirically demonstrate the viability of the DNA by composing line fragments into longer lines and show that the construction of nets representing lines remains robust even with the introduction of up to $59\%$ noise at each spatial location. Furthermore, we demonstrate the model's capability to reconstruct anticipated features from partially obscured inputs and that it can generalize to patterns not observed during training. In this work, we limit the DNA to one cortical area and focus on its internals while providing insights into a standalone area's strengths and shortcomings. Additionally, we provide an outlook on how future work can implement invariant object recognition by combining multiple areas.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15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
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
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员