Optimized injection of noise in activation functions to improve generalization of neural networks

可微函数 人工神经网络 激活函数 一般化 噪音(视频) 梯度下降 概率逻辑 计算机科学 随机共振 随机梯度下降算法 规范(哲学) 人工智能 数学 数学分析 法学 图像(数学) 政治学
作者
Fabing Duan,François Chapeau‐Blondeau,Derek Abbott
出处
期刊:Chaos Solitons & Fractals [Elsevier]
卷期号:178: 114363-114363
标识
DOI:10.1016/j.chaos.2023.114363
摘要

This paper proposes a flexible probabilistic activation function that enhances the training and operation of artificial neural networks by intentionally injecting noise to gain additional control over the response of each neuron. During the learning phase, the level of injected noise is iteratively optimized by gradient-descent, realizing a form of adaptive stochastic resonance. From simple hard-threshold non-differentiable neuronal responses, controlled injection of noise gives access to a wide range of useful activation functions, with sufficient differentiability to enable gradient-descent learning for both the neuron and the injected-noise levels. Experimental results on function approximation demonstrate injected noise generally converging to non-vanishing optimal levels associated with improved generalization abilities in the neural networks. A theoretical explanation of the generalization improvement based on the path norm bound is presented. With injected noise in the deep neural network, experimental results on classifying images also obtain non-vanishing optimal noise levels to achieve better testing accuracies. The proposed probabilistic activation functions show the potential of adaptive stochastic resonance for useful applications in machine learning.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
舒苏应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
王涵应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
浪子应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
王涵应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
王涵应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
牛豁发布了新的文献求助10
2秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
王涵应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
z11发布了新的文献求助10
3秒前
Qing发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
杜11发布了新的文献求助10
3秒前
Lucas应助jzyy采纳,获得10
4秒前
tina完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
munawar发布了新的文献求助10
6秒前
刘午霞发布了新的文献求助10
6秒前
朴素的项链完成签到,获得积分10
6秒前
欢喜灵13发布了新的文献求助10
6秒前
南华_陈完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
yolo完成签到,获得积分10
7秒前
高分求助中
Theoretical Modelling of Unbonded Flexible Pipe Cross-Sections 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Stop Talking About Wellbeing: A Pragmatic Approach to Teacher Workload 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5614730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4699634
关于积分的说明 14904518
捐赠科研通 4740077
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2547724
邀请新用户注册赠送积分活动 1511516
关于科研通互助平台的介绍 1473687