DNNs exhibit robustness and generalisation issues not seen in humans. They are also far less data-efficient learners, requiring considerably more training samples to accurately classify novel exemplars. Inductive bias could help with these issues by providing in-built mechanisms to improve generalisation, and hence, reduce reliance on learning from data. We incorporate a biologically-inspired inductive bias into a new activation function, HAND (Homeostasis, Accelerating Nonlinearity, and Divisive-nomalisation), and show its effectiveness with CNNs trained on image classification. Using HAND a ConvNeXt-tiny required 25 training epochs to reach the same accuracy on ImageNet1k as the unmodified model achieved after 200 epochs. Consistent with the effects of an inductive bias, the performance gap reduced with training time and increased data augmentation. When the volume of training data was reduced and unevenly distributed between classes (Long-tailed ImageNet) the improvements in accuracy were even larger and did not reduce with increased training time. Generalisation performance with the common-corruptions data, and the ability to reject samples from unknown classes, were unaffected or improved by HAND. Results generalised across CNN architectures and training data-sets. HAND can, therefore, reduce the required training time and/or the required volume and variety of training data, helping to improve sample efficiency.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

知识图谱在可解释人工智能中的作用,附81页ppt
专知会员服务
140+阅读 · 2019年11月11日
对比学习(Contrastive Learning)相关进展梳理
PaperWeekly
11+阅读 · 2020年5月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5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
【泡泡图灵智库】密集相关的自监督视觉描述学习(RAL)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年10月6日
知识图谱中的深度学习技术应用概述
深度学习与NLP
11+阅读 · 2018年9月13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
全解:目标检测,图像分类、分割、生成……
全球人工智能
20+阅读 · 2017年9月15日
国家自然科学基金
3+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
26+阅读 · 2022年1月3日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
知识图谱在可解释人工智能中的作用,附81页ppt
专知会员服务
140+阅读 · 2019年11月11日
相关基金
国家自然科学基金
3+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员