The celebrated universal approximation theorems for neural networks roughly state that any reasonable function can be arbitrarily well-approximated by a network whose parameters are appropriately chosen real numbers. This paper examines the approximation capabilities of one-bit neural networks -- those whose nonzero parameters are $\pm a$ for some fixed $a\not=0$. One of our main theorems shows that for any $f\in C^s([0,1]^d)$ with $\|f\|_\infty<1$ and error $\varepsilon$, there is a $f_{NN}$ such that $|f(\boldsymbol{x})-f_{NN}(\boldsymbol{x})|\leq \varepsilon$ for all $\boldsymbol{x}$ away from the boundary of $[0,1]^d$, and $f_{NN}$ is either implementable by a $\{\pm 1\}$ quadratic network with $O(\varepsilon^{-2d/s})$ parameters or a $\{\pm \frac 1 2 \}$ ReLU network with $O(\varepsilon^{-2d/s}\log (1/\varepsilon))$ parameters, as $\varepsilon\to0$. We establish new approximation results for iterated multivariate Bernstein operators, error estimates for noise-shaping quantization on the Bernstein basis, and novel implementation of the Bernstein polynomials by one-bit quadratic and ReLU neural networks.


翻译:著名的神经网络通用逼近定理大致表明,任何合理函数均可通过参数适当选取为实数的网络实现任意精度的逼近。本文研究单比特神经网络(即非零参数固定为±a,其中a≠0)的逼近能力。我们的主要定理之一表明:对任意满足‖f‖∞<1的f∈C^s([0,1]^d)及误差ε,存在神经网络fNN使得对所有远离[0,1]^d边界的x满足|f(x)-fNN(x)|≤ε。当ε→0时,该网络可通过参数量为O(ε^{-2d/s})的{±1}二次网络或参数量为O(ε^{-2d/s} log(1/ε))的{±1/2} ReLU网络实现。本文建立了迭代多元伯恩斯坦算子的新逼近结果、伯恩斯坦基上噪声整形量化的误差估计,以及通过单比特二次神经网络和ReLU神经网络实现伯恩斯坦多项式的新方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
【硬核书】稀疏多项式优化:理论与实践,220页pdf
专知会员服务
73+阅读 · 2022年9月30日
专知会员服务
74+阅读 · 2021年5月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
35+阅读 · 2020年4月15日
神经网络高斯过程 (Neural Network Gaussian Process)
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年11月8日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
基于混合张量分解提升扩张卷积网络
论智
12+阅读 · 2018年2月11日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
神经网络bp算法推导
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2017年11月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月7日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月4日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
神经网络高斯过程 (Neural Network Gaussian Process)
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年11月8日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
基于混合张量分解提升扩张卷积网络
论智
12+阅读 · 2018年2月11日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
神经网络bp算法推导
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2017年11月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员