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突触剥离:剪枝如何使死亡神经元复活

机器学习 2023-02-14 v1

摘要

修正线性单元(ReLU)是深度神经网络中激活函数的默认选择。尽管它们展现出优异的经验性能,ReLU 激活可能遭受死亡神经元问题。在这些情况下,馈入神经元的权重最终被推入一种状态,使得该神经元对所有输入输出为零。因此,对所有输入梯度也为零,这意味着馈入该神经元的权重无法更新。该神经元无法从直接反向传播中恢复,并且由于这些参数不能再被进一步优化,模型容量降低。受同名神经学过程启发,我们引入突触剥离(Synaptic Stripping)作为对抗该死亡神经元问题的方法。通过在训练期间自动移除有问题的连接,我们可以再生死亡神经元并显著提升模型容量与参数利用率。突触剥离易于实现,并产生比其所源自的稠密网络更高效的稀疏网络。我们进行若干消融研究以考察这些动态如何随网络宽度和深度变化,并在多种基准数据集上探索了将突触剥离用于 Vision Transformers。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.05818,
  title  = {Synaptic Stripping: How Pruning Can Bring Dead Neurons Back To Life},
  author = {Tim Whitaker and Darrell Whitley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.05818},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 5 figures, Submitted to IJCNN-23