undefined

Approximation of BV functions by neural networks : A regularity theory approach

Julkaisuvuosi

2025

Tekijät

Avelin, Benny; Julin, Vesa

Abstrakti:

In this paper, we are concerned with the approximation of functions by single hidden layer neural networks with ReLU activation functions on the unit circle. In particular, we are interested in the case when the number of data-points exceeds the number of nodes. We first study the convergence to equilibrium of the stochastic gradient flow associated with the cost function with a quadratic penalization. Specifically, we prove a Poincaré inequality for a penalized version of the cost function with explicit constants that are independent of the data and of the number of nodes. As our penalization biases the weights to be bounded, this leads us to study how well a network with bounded weights can approximate a given function of bounded variation (BV). Our main contribution concerning approximation of BV functions, is a result which we call the localization theorem. Specifically, it states that the expected error of the constrained problem, where the length of the weights are less than R, is of order R-1/9 with respect to the unconstrained problem (the global optimum). The proof is novel in this topic and is inspired by techniques from regularity theory of elliptic partial differential equations. Finally, we quantify the expected value of the global optimum by proving a quantitative version of the universal approximation theorem.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

23

Numero

7

Sivut

1129-1179

Julkaisu­foorumi

51060

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Ei

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Matematiikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Singapore

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1142/S0219530525500046

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä