Recurrent neural networks (RNNs) are brain-inspired models widely used in machine learning for analyzing sequential data. The present work is a contribution towards a deeper understanding of how RNNs process input signals using the response theory from nonequilibrium statistical mechanics. For a class of continuous-time stochastic RNNs (SRNNs) driven by an input signal, we derive a Volterra type series representation for their output. This representation is interpretable and disentangles the input signal from the SRNN architecture. The kernels of the series are certain recursively defined correlation functions with respect to the unperturbed dynamics that completely determine the output. Exploiting connections of this representation and its implications to rough paths theory, we identify a universal feature -- the response feature, which turns out to be the signature of tensor product of the input signal and a natural support basis. In particular, we show that the SRNNs can be viewed as kernel machines operating on a reproducing kernel Hilbert space associated with the response feature.


翻译:经常性神经网络(RNNS)是大脑启发型模型,在机器学习中广泛用于分析连续数据。目前的工作有助于更深入地了解RNS如何使用来自无平衡统计机理的反应理论处理输入信号。对于一组由输入信号驱动的连续时间随机神经网络(SRNNS),我们为其输出产生一个伏特拉型序列表示。这个表示可以解释,并分解来自SRNNN结构的输入信号。该系列的内核是某些反复定义的关联功能,与完全决定输出的无干扰动态有关。我们利用这一表达方式的连接及其与粗路径理论的影响,我们确定了一个通用特征 -- -- 即反应特征,该特征是输入信号的压强产品的签名和一个自然支持基础。特别是,我们表明,可以将SRNS视为在与响应特征相关的再生内核希尔伯特空间上运行的内核机器。

0
下载
关闭预览

相关内容

循环神经网络(RNN)是一类人工神经网络,其中节点之间的连接沿时间序列形成有向图。 这使其表现出时间动态行为。 RNN源自前馈神经网络,可以使用其内部状态(内存)来处理可变长度的输入序列。这使得它们适用于诸如未分段的,连接的手写识别或语音识别之类的任务。
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
111+阅读 · 2020年5月15日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
154+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+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
78+阅读 · 2019年10月10日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Arxiv
5+阅读 · 2020年3月16日
Arxiv
10+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月25日
Neural Architecture Optimization
Arxiv
8+阅读 · 2018年9月5日
Relational recurrent neural networks
Arxiv
8+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月16日
Arxiv
7+阅读 · 2018年1月10日
VIP会员
相关资讯
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关论文
Arxiv
5+阅读 · 2020年3月16日
Arxiv
10+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月25日
Neural Architecture Optimization
Arxiv
8+阅读 · 2018年9月5日
Relational recurrent neural networks
Arxiv
8+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月16日
Arxiv
7+阅读 · 2018年1月10日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员