We analyze the structure of a one-dimensional deep ReLU neural network (ReLU DNN) in comparison to the model of continuous piecewise linear (CPL) spline functions with arbitrary knots. In particular, we give a recursive algorithm to transfer the parameter set determining the ReLU DNN into the parameter set of a CPL spline function. Using this representation, we show that after removing the well-known parameter redundancies of the ReLU DNN, which are caused by the positive scaling property, all remaining parameters are independent. Moreover, we show that the ReLU DNN with one, two or three hidden layers can represent CPL spline functions with $K$ arbitrarily prescribed knots (breakpoints), where $K$ is the number of real parameters determining the normalized ReLU DNN (up to the output layer parameters). Our findings are useful to fix a priori conditions on the ReLU DNN to achieve an output with prescribed breakpoints and function values.
翻译:我们分析了单维深ReLU 神经网络的结构(ReLU DNN), 比较了连续片断线性线性(CPL) 样板功能的模型。 特别是, 我们给出了一个递归算法, 将确定 RELU DNN 的参数转换到 CPL 样条函数的参数组。 使用此表示法, 我们显示, 在去除 RELU DNN 的众所周知的参数冗余后, 所有剩余参数都是独立的。 此外, 我们显示, 1、 2 或 3 个隐藏层的 RELU DNNN 能代表 CPL 样条函数, 用 $ 任意指定的结( 断点) 代表 CPL 样码( 断点), 其中 $K$ 是 确定 普通 ReLU DNNN( 直至输出层参数) 的真实参数数 。 我们的发现有助于确定 RELU DNNN 的先验条件, 以指定的断点和函数值实现输出 。