Many algorithms and observed phenomena in deep learning appear to be affected by parameter symmetries -- transformations of neural network parameters that do not change the underlying neural network function. These include linear mode connectivity, model merging, Bayesian neural network inference, metanetworks, and several other characteristics of optimization or loss-landscapes. However, theoretical analysis of the relationship between parameter space symmetries and these phenomena is difficult. In this work, we empirically investigate the impact of neural parameter symmetries by introducing new neural network architectures that have reduced parameter space symmetries. We develop two methods, with some provable guarantees, of modifying standard neural networks to reduce parameter space symmetries. With these new methods, we conduct a comprehensive experimental study consisting of multiple tasks aimed at assessing the effect of removing parameter symmetries. Our experiments reveal several interesting observations on the empirical impact of parameter symmetries; for instance, we observe linear mode connectivity between our networks without alignment of weight spaces, and we find that our networks allow for faster and more effective Bayesian neural network training.


翻译:深度学习中的许多算法和观测现象似乎受到参数对称性的影响——即那些改变神经网络参数但不改变底层网络函数的变换。这些包括线性模式连通性、模型融合、贝叶斯神经网络推理、元网络以及优化或损失景观的其他若干特性。然而,参数空间对称性与这些现象之间关系的理论分析十分困难。在本工作中,我们通过引入具有减少参数空间对称性的新型神经网络架构,对神经网络参数对称性的影响进行实证研究。我们开发了两种修改标准神经网络以减少参数空间对称性的方法,并提供了部分可证明的保证。利用这些新方法,我们开展了一项全面的实验研究,包含多个旨在评估消除参数对称性效果的任务。我们的实验揭示了关于参数对称性经验影响的若干有趣发现;例如,我们观察到无需权重空间对齐的情况下我们的网络之间仍存在线性模式连通性,并且发现我们的网络能够实现更快、更有效的贝叶斯神经网络训练。

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
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2022年3月18日
Arxiv
49+阅读 · 2021年5月9日
An Attentive Survey of Attention Models
Arxiv
44+阅读 · 2020年12月15日
VIP会员
最新内容
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
2+阅读 · 37分钟前
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
3+阅读 · 52分钟前
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
3+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
人工智能即服务与未来战争(印度视角)
专知会员服务
5+阅读 · 4月22日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员