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关注这篇论文的作者
Jianqing Fan
Yihong Gu
Wen-Xin Zhou

噪声尾部如何影响深度 ReLU 网络?

研究问题
当回归噪声仅具有有限的 p 阶矩时,深度 ReLU 网络的估计稳定性与收敛速度如何随噪声尾部、函数光滑度和内在维度变化?
方法与思路
作者结合自适应 Huber 损失与深度 ReLU 网络,研究具有层级复合结构的非参数回归,并推导允许优化误差的集中不等式。
材料陈述的贡献
摘要称,适当选择 Huber 参数可达到普通最小二乘无法达到的所述最优速率,并给出相匹配的下界及新的网络逼近结果。
阅读关注点
应核对矩条件、函数类和网络规模限制,Huber 参数对未知量的依赖,以及下界究竟针对何种估计器类别和优化误差范围。
阅读边界
这是 arXiv 预印本,不能据此认定已同行评审或期刊接收;摘要未列出具体速率及完整条件,所述最优性不能推广到任意网络与损失。

原文摘要

This paper investigates the stability of deep ReLU neural networks for nonparametric regression under the assumption that the noise has only a finite p-th moment. We unveil how the optimal rate of convergence depends on p, the degree of smoothness and the intrinsic dimension in a class of nonparametric regression functions with hierarchical composition structure when both the adaptive Huber loss and deep ReLU neural networks are used. This optimal rate of convergence cannot be obtained by the ordinary least squares but can be achieved by the Huber loss with a properly chosen parameter that adapts to the sample size, smoothness, and moment parameters. A concentration inequality for the adaptive Huber ReLU neural network estimators with allowable optimization errors is also derived. To establish a matching lower bound within the class of neural network estimators using the Huber loss, we employ a different strategy from the traditional route: constructing a deep ReLU network estimator that has a better empirical loss than the true function and the difference between these two functions furnishes a low bound. This step is related to the Huberization bias, yet more critically to the approximability of deep ReLU networks. As a result, we also contribute some new results on the approximation theory of deep ReLU neural networks.

笔记与分组