怎样在神经网络设计中加入先验信息 - 权值共享

怎样在神经网络设计中加入先验信息 - 权值共享

        当然,怎样在神经网络设计中建立先验信息,以此建立一种特定的网络结构,是必须考虑的重要问题。遗憾的是,现在还没有一种有效的规则来实现这一目的;目前我们更多的是通过某些特别的过程来实现,并已知可以产生一些有用的结果。特别是我们使用下而两种技术的结合:
1. 通过使用称为接收域 (receptive field) 的局部连接,限制网络结构。
2. 通过使用权值共享 (weight-sharing),限制突触权值的选择。
        这两种方法,特别是后一种,有很好的附带效益,它能使网络白由参数的数量显著下降。
        作为特例,考虑一个如图 20 所示的部分连接前馈网络。这个网络构造具有带限制的结构。顶部 6 个源节点组成隐藏神经元 1 的接收域,网络其余隐藏神经元类推。一个神经元的接收域被定义为输入域区域,其输入刺激能够影响该神经元产生的输出信号。接收城的绘制是关于该神经元行为以及其输出的有效而快速的描述。
        为满足权值共享限制,我们对网络隐藏层中的每个神经元都使用同一组突触权值。这样,在图 20 所示的例子中,每个隐藏神经元有 6 个局部连接,共有 4 个隐藏神经元,我们可以表示每个隐藏神经元的诱导局部域如下:

怎样在神经网络设计中加入先验信息 - 权值共享

(29)

        其中 怎样在神经网络设计中加入先验信息 - 权值共享 构成所有四个隐藏神经元共享的同一权值集,怎样在神经网络设计中加入先验信息 - 权值共享 为从源节点 k = i + j - 1 挑选的信号。式 (29) 为卷积和的形式。这里描述的前馈网络使用局部连接和权值共享的方式,我们称这样的前馈网络为卷积网络 (LeCun and Bengio, 2003)。

怎样在神经网络设计中加入先验信息 - 权值共享

References
(加) Simon Haykin (海金) 著, 申富饶, 徐烨, 郑俊, 晁静 译. 神经网络与机器学习[M]. 北京:机械工业出版社, 2011. 1-572