Unitary recurrent neural networks (URNNs) have been proposed as a method to overcome the vanishing and exploding gradient problem in modeling data with long-term dependencies. A basic question is how restrictive is the unitary constraint on the possible input-output mappings of such a network? This work shows that for any contractive RNN with ReLU activations, there is a URNN with at most twice the number of hidden states and the identical input-output mapping. Hence, with ReLU activations, URNNs are as expressive as general RNNs. In contrast, for certain smooth activations, it is shown that the input-output mapping of an RNN cannot be matched with a URNN, even with an arbitrary number of states. The theoretical results are supported by experiments on modeling of slowly-varying dynamical systems.


翻译:提出合并的中枢神经网络(URNNs)是克服长期依赖数据模型中渐变和爆炸的梯度问题的一种方法。一个基本的问题是,对此种网络可能的输入-输出映射的单一限制是多大的限制性?这项工作表明,对于使用RELU激活的任何合同性 RNN 来说,有一个URN,其隐藏状态最多是隐藏状态的两倍,输入-输出映射相同。因此,随着RELU的激活,URNs与一般的RNS一样具有表达性。相比之下,对于某些平稳的激活而言,一个RNNN的输入-输出映射无法与URNN相匹配,即使有任意数量的国家。理论结果得到缓慢变化的动态系统模型实验的支持。

0
下载
关闭预览

相关内容

在反向传播过程中需要对激活han函数进行求导,如果导数大于1,那么随着网络层数的增加梯度更新将会朝着指数爆炸的方式增加这就是梯度爆炸。同样如果导数小于1,那么随着网络层数的增加梯度更新信息会朝着指数衰减的方式减少这就是梯度消失。
 【SIGGRAPH 2020】人像阴影处理,Portrait Shadow Manipulation
专知会员服务
29+阅读 · 2020年5月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
36+阅读 · 2019年10月11日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
误差反向传播——RNN
统计学习与视觉计算组
18+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
6+阅读 · 2019年3月19日
Neural Speech Synthesis with Transformer Network
Arxiv
5+阅读 · 2019年1月30日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月25日
Arxiv
20+阅读 · 2018年10月25日
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月29日
VIP会员
最新内容
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:48
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:30
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
0+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:12
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
13+阅读 · 4月25日
多智能体协作机制
专知会员服务
12+阅读 · 4月25日
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
9+阅读 · 4月25日
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
8+阅读 · 4月25日
相关VIP内容
 【SIGGRAPH 2020】人像阴影处理,Portrait Shadow Manipulation
专知会员服务
29+阅读 · 2020年5月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
36+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
误差反向传播——RNN
统计学习与视觉计算组
18+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员