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利用$L_{2,\infty}$范数归一化提升深度神经网络的鲁棒性与准确率

机器学习 2020-10-13 v1 机器学习

摘要

本文通过引入以Relu为激活函数的深度神经网络(DNN)权重矩阵的L2,L_{2,\infty}归一化,增强了DNN的鲁棒性和准确率。证明了L2,L_{2,\infty}归一化导致DNN函数多面体图的相邻两面之间具有较大的二面角,从而得到更平滑的DNN函数,减少了过拟合。提出了一种分类DNN鲁棒性的度量,即以样本数据为球心的最大鲁棒球的平均半径。给出了该鲁棒性度量关于L2,L_{2,\infty}范数的下界。最后,给出了带L2,L_{2,\infty}归一化的DNN的Rademacher复杂度的上界。给出了一种训练带L2,L_{2,\infty}归一化DNN的算法,并用实验结果表明L2,L_{2,\infty}归一化能有效提升鲁棒性和准确率。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.04912,
  title  = {Improve the Robustness and Accuracy of Deep Neural Network with $L_{2,\infty}$ Normalization},
  author = {Lijia Yu and Xiao-Shan Gao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.04912},
  year   = {2020}
}