Upgrade to Pro — share decks privately, control downloads, hide ads and more …

On the Number of Linear Regions of Deep Neural ...

Sponsored · SiteGround - Reliable hosting with speed, security, and support you can count on. →
Avatar for LiberalArts LiberalArts
November 24, 2019

On the Number of Linear Regions of Deep Neural Networks

ニューラルネットワークの深さについて取り扱った論文の「On the Number of Linear Regions of Deep Neural Networks」の解説用資料の公開版です。
詳細版を確認されたい方は、下記よりご購入いただけますのでご確認ください。
https://note.com/lib_arts/n/n18ea49575740

Avatar for LiberalArts

LiberalArts

November 24, 2019

More Decks by LiberalArts

Other Decks in Technology

Transcript

  1. On the Number of Linear Regions of Deep Neural Networks

    1 SOK@LiberalArtsCommunity Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved.
  2. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 目次 •

    自己紹介 • 論文概観 • 論文詳細 • Introduction ~なぜlinear regionを考えるのか • Definition記号の定義(ニューラルネットの復習) • Shallow Newral Networks • Deep Newral Networks • Deep Rectifier Networks • Deep Maxout Networks • まとめ • 参考文献 • 宣伝 2
  3. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 自己紹介 twitter:

    @sokei14 東京大学大学院数理科学研究科修士課程修了。専門は複素幾何学。 その後、メガバンクでクオンツとして市場リスク管理業務に従事。 現在はベンチャーでAI融資審査モデルの開発に携わる。AIで金融サービスの 変革を夢見る機械学習エンジニア。 4
  4. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 Abstract

    • (区分的線形の活性化関数をもった)ディープフィードフォワードネットワークの複雑性を、linear regionと symmetriesの観点から研究する. • ネットワークの深さに対してlinear regionは指数的に増えることを示す. • 例として,活性化関数がreluまたはmaxoutの場合を考える. 6
  5. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    7 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks
  6. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    8 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks なぜlinear regionを考える のかについて図を使って 簡単に説明
  7. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    9 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks ニューラルネットの復習 と本論文で使う記号の定 義
  8. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    10 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks 隠れ層が一層の場合の linear regionについて Shallowは浅いという意味
  9. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    11 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks 多層の場合のlinear region について 折り紙を例に具体的にイ メージ化
  10. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    12 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks 本論文のメイン 活性化関数がReLUの場合 のlinear regionの数につい て
  11. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文概観 話の構成は以下のようになっています。

    13 Introduciton Definition Shallow Newral Networks Deep Newral Networks Deep Rectifier Networks Deep Maxout Networks 本論文のメインその2 活性化関数がmaxoutの場 合のlinear regionの数につ いて
  12. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文詳細 ~Inroduction

    • linear regionの数と関数のflexibilityについて • linear regionが多いほど関数の表現力は高くなる. • 下図はshallow model(隠れ層一層のニューラルネット)とtwo layersの 比較. 15
  13. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文詳細 ~Definition

    フィードフォワードニューラルネットワークとは,ℝ0からℝへの写像 ; = ∘ ∘ ⋯ ∘ 1 ∘ 1 ここで, は線形写像で,行列 ∈ ℝ×−1と ∈ ℝを用いて −1 = −1 + また, はある非線形写像で,この論文では主に次の二つの場合を考える. Rectifier unit(ReLU): = max 0, ( = 1, ∈ ℝ ) Rank-k maxout unit: = max ,1 , … , , ( = ,1 , … , , ∈ ℝ ) 16
  14. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文詳細 ~Definition

    ここで, は層のユニットの数 0 はインプットの次元 はアウトプットの次元 は層の重み は層のバイアス は層のユニットの値 は層の活性化関数(特に,区分的線型の活性化関数) である.また, ∘ : = であることに注意. 更に, ℎ : = ∘ と定める. 17
  15. Copyright @ Liberal Arts Community. All Rights Reserved. 論文詳細 ~Definition

    linear regionの定義 区分的線型関数を活性化関数にもつフィードフォワードニューラルネット ワーク: ℝ0 → ℝを考える. ある集合 ⊂ ℝ0がlinear regionであるとは, の定義域をに制限した関 数ȁ が線型関数となる集合のうち,最大の連結開集合であるものをいう. すなわち,式で表すと = ራ ⊂ ȁ は線型関数 は連結 が成り立つ集合. 18