全连接两层神经网络的解空间与存储容量:面向通用激活函数
无序系统与神经网络
2024-12-02 v2 机器学习
机器学习
摘要
二分类模型的存储容量是指模型能够学习的随机输入输出对数(每参数)的最大值。这是一个衡量机器学习模型表达力的指标,对比较各种模型的性能至关重要。本文使用统计物理中的复制方法,对全连接两层神经网络的解空间结构和存储容量进行分析。我们的结果表明,即使在无限宽度下,存储容量仍保持有限,且网络的权重呈现负相关,导致“分工”。此外,我们发现增加数据集大小会在某个转移点处引发相变,该转移点处于权重排列对称性被破坏,导致解空间分为互不相连的区域。我们确定了该转移点和存储容量对激活函数选择的依赖性。这些发现有助于理解激活函数和参数数量对解空间结构的影响, potentially 为基于特定目标选择合适的网络结构提供启示。
引用
@article{arxiv.2404.13404,
title = {Solution space and storage capacity of fully connected two-layer neural networks with generic activation functions},
author = {Sota Nishiyama and Masayuki Ohzeki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.13404},
year = {2024}
}
备注
16+12 pages, 5 figures, 1 table. v2 accepted to Journal of the Physical Society of Japan