Recent works demonstrated the existence of a double-descent phenomenon for the generalization error of neural networks, where highly overparameterized models escape overfitting and achieve good test performance, at odds with the standard bias-variance trade-off described by statistical learning theory. In the present work, we explore a link between this phenomenon and the increase of complexity and sensitivity of the function represented by neural networks. In particular, we study the Boolean mean dimension (BMD), a metric developed in the context of Boolean function analysis. Focusing on a simple teacher-student setting for the random feature model, we derive a theoretical analysis based on the replica method that yields an interpretable expression for the BMD, in the high dimensional regime where the number of data points, the number of features, and the input size grow to infinity. We find that, as the degree of overparameterization of the network is increased, the BMD reaches an evident peak at the interpolation threshold, in correspondence with the generalization error peak, and then slowly approaches a low asymptotic value. The same phenomenology is then traced in numerical experiments with different model classes and training setups. Moreover, we find empirically that adversarially initialized models tend to show higher BMD values, and that models that are more robust to adversarial attacks exhibit a lower BMD.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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