論文の概要: An Analysis Framework for Understanding Deep Neural Networks Based on Network Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.02436v1
• Date: Sun, 05 Jan 2025 04:23:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-07 16:36:51.281088
• Title: An Analysis Framework for Understanding Deep Neural Networks Based on Network Dynamics
• Title（参考訳）: ネットワークダイナミクスに基づくディープニューラルネットワークの理解のための分析フレームワーク
• Authors: Yuchen Lin, Yong Zhang, Sihan Feng, Hong Zhao,
• Abstract要約: ディープニューラルネットワーク(DNN)は、ディープ層にまたがる異なるモードのニューロンの割合を合理的に割り当てることで、情報抽出を最大化する。 このフレームワークは、"フラット・ミニマ効果(flat minima effect)"、"グロッキング(grokking)"、二重降下現象(double descend phenomena)など、基本的なDNNの振る舞いについて統一的な説明を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.44947569206928
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Advancing artificial intelligence demands a deeper understanding of the mechanisms underlying deep learning. Here, we propose a straightforward analysis framework based on the dynamics of learning models. Neurons are categorized into two modes based on whether their transformation functions preserve order. This categorization reveals how deep neural networks (DNNs) maximize information extraction by rationally allocating the proportion of neurons in different modes across deep layers. We further introduce the attraction basins of the training samples in both the sample vector space and the weight vector space to characterize the generalization ability of DNNs. This framework allows us to identify optimal depth and width configurations, providing a unified explanation for fundamental DNN behaviors such as the "flat minima effect," "grokking," and double descent phenomena. Our analysis extends to networks with depths up to 100 layers.
• Abstract（参考訳）: 人工知能の強化は、ディープラーニングの基礎となるメカニズムのより深い理解を要求する。 そこで本研究では,学習モデルのダイナミクスに基づく簡単な分析フレームワークを提案する。 ニューロンは、その変換機能が秩序を保つかどうかに基づいて、2つのモードに分類される。 この分類は、ディープニューラルネットワーク(DNN)が、ディープ層にまたがる異なるモードのニューロンの割合を合理的に割り当てることで、情報の抽出を最大化する方法を明らかにしている。 さらに、DNNの一般化能力を特徴付けるために、サンプルベクトル空間と重みベクトル空間の両方においてトレーニングサンプルのアトラクション盆地を導入する。 このフレームワークにより、最適深さと幅の設定を特定でき、"フラットミニマ効果"、"グロッキング"、"ダブル降下現象"といった基本的なDNNの挙動を統一的に説明できる。 私たちの分析は、最大100層まで深さのあるネットワークに拡張されます。

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