Kernel heterogeneity improves sparseness of natural images representations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Both biological and artificial neural networks inherently balance their performance with their operational cost, which characterizes their computational abilities. Typically, an efficient neuromorphic neural network is one that learns representations that reduce the redundancies and dimensionality of its input. For instance, in the case of sparse coding (SC), sparse representations derived from natural images yield representations that are heterogeneous, both in their sampling of input features and in the variance of those features. Here, we focused on this notion, and sought correlations between natural images’ structure, particularly oriented features, and their corresponding sparse codes. We show that representations of input features scattered across multiple levels of variance substantially improve the sparseness and resilience of sparse codes, at the cost of reconstruction performance. This echoes the structure of the model’s input, allowing to account for the heterogeneously aleatoric structures of natural images. We demonstrate that learning kernel from natural images produces heterogeneity by balancing between approximate and dense representations, which improves all reconstruction metrics. Using a parametrized control of the kernels’ heterogeneity of a convolutional SC algorithm, we show that heterogeneity emphasizes sparseness, while homogeneity improves representation granularity. In a broader context, this encoding strategy can serve as inputs to deep convolutional neural networks. We prove that such variance-encoded sparse image datasets enhance computational efficiency, emphasizing the benefits of kernel heterogeneity to leverage naturalistic and variant input structures and possible applications to improve the throughput of neuromorphic hardware.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».