该论文研究全连接ReLU网络对Hölder球类中光滑函数的一致逼近问题。此前除一维Lipschitz情形外,已有构造与信息论效率极限之间始终存在差距。作者证明,对任意光滑阶数s>0和维度D≥1,宽度为O(N)、深度为O(L)、参数幅度为O(1)的网络即可达到(N²L²logN)^(-s/D)量级的一致逼近误差,且无需限制宽度与深度的关系,从而在所有情形下弥合了这一差距。其构造采用新的编码与解码机制,利用目标函数局部Taylor系数的高阶有限差分界。作为统计推论,在相应截断网络类上经验风险最小化者可达到极小极大回归速率n^(-2s/(2s+D)),且不含额外对数因子。论文还系统阐述了相关逼近技术,兼具理论意义与统计应用价值。
| ReLU神经网络 | 使用修正线性单元(ReLU)作为激活函数的前馈神经网络。 |
| Hölder球 | 由Hölder范数约束的函数集合,用于描述函数的光滑性。 |
| 一致逼近 | 在函数定义域上以最大误差(无穷范数)衡量逼近效果。 |
| 有限差分 | 用离散差分近似导数的数值方法,用于估计局部Taylor系数。 |
| 极小极大回归速率 | 在统计学习理论中,回归问题的最优收敛速率下界。 |
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