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Enregistrement W3102590949 · doi:10.1088/1742-5468/ac3ae7

Hausdorff dimension, heavy tails, and generalization in neural networks*

2021· article· en· W3102590949 sur OpenAlex
Umut Şimşekli, Ozan Şener, George Deligiannidis, Murat A. Erdogdu

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueJournal of Statistical Mechanics Theory and Experiment · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueMarkov Chains and Monte Carlo Methods
Établissements canadiensVector InstituteUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesAgence Nationale de la Recherche
Mots-clésGeneralizationStochastic gradient descentApplied mathematicsArtificial neural networkHausdorff dimensionMathematicsHausdorff distanceComputer scienceRange (aeronautics)Dimension (graph theory)Metric (unit)Artificial intelligencePure mathematicsMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Despite its success in a wide range of applications, characterizing the generalization properties of stochastic gradient descent (SGD) in non-convex deep learning problems is still an important challenge. While modeling the trajectories of SGD via stochastic differential equations (SDE) under heavy-tailed gradient noise has recently shed light over several peculiar characteristics of SGD, a rigorous treatment of the generalization properties of such SDEs in a learning theoretical framework is still missing. Aiming to bridge this gap, in this paper, we prove generalization bounds for SGD under the assumption that its trajectories can be well-approximated by a Feller process , which defines a rich class of Markov processes that include several recent SDE representations (both Brownian or heavy-tailed) as its special case. We show that the generalization error can be controlled by the Hausdorff dimension of the trajectories, which is intimately linked to the tail behavior of the driving process. Our results imply that heavier-tailed processes should achieve better generalization; hence, the tail-index of the process can be used as a notion of ‘capacity metric’. We support our theory with experiments on deep neural networks illustrating that the proposed capacity metric accurately estimates the generalization error, and it does not necessarily grow with the number of parameters unlike the existing capacity metrics in the literature.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,728
Score d'incertitude au seuil0,409

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,029
Tête enseignante GPT0,338
Écart entre enseignants0,309 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle