論文の概要: ENN: A Neural Network with DCT Adaptive Activation Functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.00673v3
• Date: Tue, 30 Jan 2024 13:21:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-31 19:15:52.000838
• Title: ENN: A Neural Network with DCT Adaptive Activation Functions
• Title（参考訳）: ENN: DCT適応活性化機能を持つニューラルネットワーク
• Authors: Marc Martinez-Gost, Ana P\'erez-Neira, Miguel \'Angel Lagunas
• Abstract要約: 離散コサイン変換(DCT)を用いて非線形活性化関数をモデル化する新しいモデルであるExpressive Neural Network(ENN)を提案する。 このパラメータ化は、トレーニング可能なパラメータの数を低く保ち、勾配ベースのスキームに適合し、異なる学習タスクに適応する。 ENNのパフォーマンスは、いくつかのシナリオにおいて40%以上の精度のギャップを提供する、アートベンチマークの状態を上回ります。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2713084727838115
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The expressiveness of neural networks highly depends on the nature of the activation function, although these are usually assumed predefined and fixed during the training stage. Under a signal processing perspective, in this paper we present Expressive Neural Network (ENN), a novel model in which the non-linear activation functions are modeled using the Discrete Cosine Transform (DCT) and adapted using backpropagation during training. This parametrization keeps the number of trainable parameters low, is appropriate for gradient-based schemes, and adapts to different learning tasks. This is the first non-linear model for activation functions that relies on a signal processing perspective, providing high flexibility and expressiveness to the network. We contribute with insights in the explainability of the network at convergence by recovering the concept of bump, this is, the response of each activation function in the output space. Finally, through exhaustive experiments we show that the model can adapt to classification and regression tasks. The performance of ENN outperforms state of the art benchmarks, providing above a 40% gap in accuracy in some scenarios.
• Abstract（参考訳）: ニューラルネットワークの表現性はアクティベーション関数の性質に大きく依存するが、トレーニング段階では事前に定義され固定されることが多い。 本稿では、信号処理の観点から、非線形活性化関数を離散コサイン変換(DCT)を用いてモデル化し、トレーニング中にバックプロパゲーションを用いて適応する新しいモデルであるExpressive Neural Network(ENN)を提案する。 このパラメータ化は、トレーニング可能なパラメータの数を低く抑え、勾配ベースのスキームに適し、異なる学習タスクに適応する。 これは、信号処理の観点から、ネットワークに高い柔軟性と表現性を提供する、アクティベーション関数のための最初の非線形モデルである。 我々は,バンプの概念,すなわち出力空間における各アクティベーション関数の応答を回復することにより,収束時のネットワークの説明可能性に関する知見を提供する。 最後に、徹底的な実験を通して、モデルが分類および回帰タスクに適応できることを示します。 ENNのパフォーマンスは、いくつかのシナリオにおいて40%以上の精度のギャップを提供する、アートベンチマークの状態を上回ります。

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