前馈神经网络的结构稀疏化设计与分析

基本信息
批准号:61473059
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:吴微
学科分类:
依托单位:大连理工大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:侯中华,李正学,刘燕,姚明臣,范业田,李峰,德尔,纳斯尔
关键词:
稀疏化正则化神经网络
结项摘要

On the premise of appropriate learning accuracy, the number of the neurons and weights of a neural network should be as less as possible (constructional sparsification), so as to reduce the cost, and to improve the robustness and the generalization accuracy. This project studies the constructional sparcification of feedforward neural networks by using regularization methods, and it contains the following main points: 1) We propose to punish the redundant neurons to get a more effective nodes sparsification, while the traditional approach punishes the weights to get weight sparcification. 2) Apart from the traditional L1 regularization for sparsification, we also use L1/2 regularization. To remove the oscillation in the iteration process due to the nonsmoothness of the L1/2 regularizer, we propose to smooth it in a neighborhood of the nonsmooth point to get a smoothing L1/2 regularizer. By doing so, we expect to improve the efficiency of the L1/2 regularizer so as to surpass the L1 regularizer. 2) We propose to study the sparsification of the input layer neurons. It not only is a part of the whole network sparsification, but also provides a tool for the sparsification of variables of general nonlinear problems. 3) For the output representation for multi-classification problems, we propose to use the binary approach to replace the traditional one-for-each approach so as to simply and effectively reduce the number of the output neurons.

在保证适当学习精度前提下,神经网络的权值连接以及神经元应该尽可能少(结构稀疏化),从而降低成本,提高稳健性和推广精度。本项目用正则化方法研究前馈神经网络的结构稀疏化,有以下几个要点:1)传统的神经网络正则化通过惩罚冗余权值连接达到权值稀疏化;我们主张通过惩罚冗余单元而达到效率更高的单元稀疏化。2)除了传统的用于稀疏化的L1正则化之外,我们还采用近几年流行的L1/2正则化。为了解决L1/2正则化算子不光滑,容易导致迭代过程震荡这一问题,我们试图在不光滑点的一个小邻域内采用磨光技巧,构造一种光滑化L1/2正则化算子,以期达到比L1正则化更高的稀疏化效率。3)我们首倡研究输入层单元稀疏化,不但作为整个网络结构稀疏化的一部分,更使得神经网络成为非线性压缩感知的一个可行工具。4)用于多分类问题时,我们首倡输出层单元采用二进制方式,代替传统的亮灯方式,简单高效地减少输出单元。

项目摘要

本项目利用正则化方法研究前馈神经网络的结构稀疏化,发表23篇期刊论文。其中SCI论文18篇,EI论文2篇,核心期刊论文3篇。取得以下主要成果:1. 针对BP神经网络的L1/2正则化学习算法,完成7篇论文。2. 用于高阶、区间、模糊、脉冲、ELM神经网络、模糊粗糙等几类特殊的神经网络的学习算法,发表论文9篇。3. 其他智能计算方法,发表论文7篇。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
2

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

DOI:
发表时间:2020
3

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016
4

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021
5

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.05.022
发表时间:2021

吴微的其他基金

批准号:19971012
批准年份:1999
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:19571033
批准年份:1995
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
批准号:10471017
批准年份:2004
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:21806032
批准年份:2018
资助金额:22.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10871220
批准年份:2008
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81600162
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11171367
批准年份:2011
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
批准号:71804030
批准年份:2018
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

前馈神经网络学习算法的设计与分析

批准号:11171367
批准年份:2011
负责人:吴微
学科分类:A0502
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
2

前馈神经网络变结构理论研究

批准号:69401002
批准年份:1994
负责人:梁循
学科分类:F0111
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
3

有记忆前馈网络密码系统的设计与分析

批准号:69703012
批准年份:1997
负责人:冯登国
学科分类:F0206
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
4

前馈神经网络容错学习算法的设计与确定型收敛性研究

批准号:61305075
批准年份:2013
负责人:王健
学科分类:F0601
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目