Modern neural networks have been successful in many regression-based tasks such as face recognition, facial landmark detection, and image generation. In this work, we investigate an intuitive but understudied characteristic of modern neural networks, namely, the nonsmoothness. The experiments using synthetic data confirm that such operations as ReLU and max pooling in modern neural networks lead to nonsmoothness. We quantify the nonsmoothness using a feature named the sum of the magnitude of peaks (SMP) and model the input-output relationships for building blocks of modern neural networks. Experimental results confirm that our model can accurately predict the statistical behaviors of the nonsmoothness as it propagates through such building blocks as the convolutional layer, the ReLU activation, and the max pooling layer. We envision that the nonsmoothness feature can potentially be used as a forensic tool for regression-based applications of neural networks.


翻译:现代神经网络在许多基于回归的任务中取得了成功,如面部识别、面部标志检测和图像生成等。 在这项工作中,我们调查现代神经网络的直觉但研究不足的特征,即非光滑性。使用合成数据进行的实验证实,ReLU和现代神经网络最大集合等操作导致非光滑性。我们用一个名为峰值总和的特征来量化非光滑性,并模拟现代神经网络构件的输入-输出关系。实验结果证实,我们的模型可以准确预测非光滑性的统计行为,因为它通过革命层、RELU激活和最大集合层等构件传播。我们设想,非光滑度特征可以用作以回归为基础的神经网络应用的法证工具。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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