组合学习的函数空间二分法:神经正切核的指数次优性

A Function-Space Dichotomy for Compositional Learning: Exponential Sub-Optimality of the Neural Tangent Kernel

精选理由

这篇论文数学证明了在组合结构任务上,神经正切核比真实神经网络差指数级样本数,实验显示两层网络在稀疏奇偶问题上测试误差低4-6个数量级。

AI 摘要

论文在单位圆上分析神经网络优于神经正切核(NTK)的条件与幅度,提出傅里叶复杂度和结构复杂度两个度量。刻画深度L、宽度w、权重范数R的ReLU网络类的极小极大率,介于Ω(Lw^2R^2/n)和Õ(L^2w^2R^2/n)之间。当复杂度解耦时,NTK回归在深度-L迭代锯齿波上需要Ω(4^L)样本,而极小极大下界是L的多项式。数值实验表明,在超立方体稀疏奇偶模型上,两层网络比NTK测试误差低4到6个数量级。

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论文在单位圆上分析神经网络优于神经正切核(NTK)的条件与幅度,提出傅里叶复杂度和结构复杂度两个度量。刻画深度L、宽度w、权重范数R的ReLU网络类的极小极大率,介于Ω(Lw^2R^2/n)和Õ(L^2w^2R^2/n)之间。当复杂度解耦时,NTK回归在深度-L迭代锯齿波上需要Ω(4^L)样本,而极小极大下界是L的多项式。数值实验表明,在超立方体稀疏奇偶模型上,两层网络比NTK测试误差低4到6个数量级。

arXiv cs.LGA persistent empirical observation is that trained neural networks outperform their neural tangent kernel (NTK) limit on tasks with compositional structure, yet a quantitative account of $\textbf{when}$ and $\textbf{by h