論文の概要: Prune and distill: similar reformatting of image information along rat
visual cortex and deep neural networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.13816v1
- Date: Fri, 27 May 2022 08:06:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-05-31 03:19:09.315640
- Title: Prune and distill: similar reformatting of image information along rat
visual cortex and deep neural networks
- Title(参考訳): prune and distill: ラット視覚野および深層神経系における画像情報の類似的再構成
- Authors: Paolo Muratore, Sina Tafazoli, Eugenio Piasini, Alessandro Laio and
Davide Zoccolan
- Abstract要約: 深部畳み込み神経ネットワーク(CNN)は、脳の機能的類似、視覚野の腹側流の優れたモデルを提供することが示されている。
ここでは、CNNまたは視覚野の内部表現で知られているいくつかの顕著な統計的パターンについて考察する。
我々は、CNNと視覚野が、オブジェクト表現の次元展開/縮小と画像情報の再構成と、同様の密接な関係を持っていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 61.60177890353585
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Visual object recognition has been extensively studied in both neuroscience
and computer vision. Recently, the most popular class of artificial systems for
this task, deep convolutional neural networks (CNNs), has been shown to provide
excellent models for its functional analogue in the brain, the ventral stream
in visual cortex. This has prompted questions on what, if any, are the common
principles underlying the reformatting of visual information as it flows
through a CNN or the ventral stream. Here we consider some prominent
statistical patterns that are known to exist in the internal representations of
either CNNs or the visual cortex and look for them in the other system. We show
that intrinsic dimensionality (ID) of object representations along the rat
homologue of the ventral stream presents two distinct expansion-contraction
phases, as previously shown for CNNs. Conversely, in CNNs, we show that
training results in both distillation and active pruning (mirroring the
increase in ID) of low- to middle-level image information in single units, as
representations gain the ability to support invariant discrimination, in
agreement with previous observations in rat visual cortex. Taken together, our
findings suggest that CNNs and visual cortex share a similarly tight
relationship between dimensionality expansion/reduction of object
representations and reformatting of image information.
- Abstract(参考訳): 視覚物体認識は神経科学とコンピュータビジョンの両方で広く研究されている。
近年,この課題において最も一般的な人工神経系である深層畳み込みニューラルネットワーク(deep convolutional neural networks:cnns)は,視覚野の腹側の流れである脳における機能的類似物の優れたモデルを提供することが示されている。
このことは、CNNや腹腔内の流れを流れるときに視覚情報の改革の基礎となる共通原則が何かという疑問を引き起こしている。
ここでは、CNNまたは視覚野の内部表現で知られているいくつかの顕著な統計パターンを考察し、他のシステムでそれらを探す。
CNNでは, 腹側流のラットホモログに沿った対象表現の内在次元(ID)が, 2つの異なる伸展収縮相を示すことが示されている。
逆に, cnnでは, ラット大脳皮質でのこれまでの観察と一致して, トレーニングの結果, 単一単位の低レベルから中レベルの画像情報の蒸留とアクティブなプルーニング(idの増加を模倣する)が達成されることを示した。
以上の結果から,CNNと視覚野は,物体表現の次元展開・縮小と画像情報の再構成に類似した密接な関係があることが示唆された。
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