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Sensitivity-Based Layer Insertion for Residual and Feedforward Neural Networks

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Herberg, Evelyn ; Herzog, Roland ; Köhne, Frederik ; Kreis, Leonie ; Schiela, Anton:
Sensitivity-Based Layer Insertion for Residual and Feedforward Neural Networks.
Bayreuth ; Heidelberg , 2023 . - 15 S.
DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.15995

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Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Multilevel Architectures and Algorithms in Deep Learning
464103607

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

The training of neural networks requires tedious and often manual tuning of the network architecture. We propose a systematic method to insert new layers during the training process, which eliminates the need to choose a fixed network size before training. Our technique borrows techniques from constrained optimization and is based on first-order sensitivity information of the objective with respect to the virtual parameters that additional layers, if inserted, would offer. We consider fully connected feedforward networks with selected activation functions as well as residual neural networks. In numerical experiments, the proposed sensitivity-based layer insertion technique exhibits improved training decay, compared to not inserting the layer. Furthermore, the computational effort is reduced in comparison to inserting the layer from the beginning. The code is available at https://github.com/LeonieKreis/layer_insertion_sensitivity_based.

Weitere Angaben

Publikationsform: Preprint, Postprint
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: constructive neural networks; layer insertion; sensitivity analysis; network architecture; deep learning
Institutionen der Universität: Fakultäten
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Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Mathematisches Institut > Lehrstuhl Angewandte Mathematik (Angewandte Mathematik) > Lehrstuhl Angewandte Mathematik (Angewandte Mathematik) - Univ.-Prof. Dr. Anton Schiela
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Profilfelder > Advanced Fields > Nichtlineare Dynamik
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
Eingestellt am: 30 Nov 2023 06:16
Letzte Änderung: 30 Nov 2023 06:16
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/87948