Lafuente López, Julio
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Lafuente López
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Julio
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Estadística, Informática y Matemáticas
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Publication Open Access Reemplazo de la función de pooling de redes neuronales convolucionales por combinaciones lineales de funciones crecientes(Universidad de Málaga, 2021) Rodríguez Martínez, Iosu; Lafuente López, Julio; Sesma Sara, Mikel; Herrera, Francisco; Ursúa Medrano, Pablo; Bustince Sola, Humberto; Estadística, Informática y Matemáticas; Estatistika, Informatika eta MatematikaLas redes convolucionales llevan a cabo un proceso automatico de extracción y fusión de características mediante el cual obtienen la información más relevante de una imagen dada. El proceso de submuestreo mediante el cual se fusionan características localmente próximas, conocido como ‘pooling’, se lleva a cabo tradicionalmente con funciones sencillas como el máximo o la media aritmética, ignorando otras opciones muy populares en el campo de la teoría de agregaciones. En este trabajo proponemos reemplazar dichas funciones por otra serie de ordenes estadísticos, así como por la integral de Sugeno y una nueva generalización de la misma. Además, basándonos en trabajos que emplean la combinación convexa del máximo y la media, presentamos una nueva capa que permite combinar varias de las nuevas agregaciones, mejorando sus resultados individuales.Publication Open Access Replacing pooling functions in convolutional neural networks by linear combinations of increasing functions(Elsevier, 2022) Rodríguez Martínez, Iosu; Lafuente López, Julio; Santiago, Regivan; Pereira Dimuro, Graçaliz; Herrera, Francisco; Bustince Sola, Humberto; Estadística, Informática y Matemáticas; Estatistika, Informatika eta Matematika; Gobierno de Navarra / Nafarroako GobernuaTraditionally, Convolutional Neural Networks make use of the maximum or arithmetic mean in order to reduce the features extracted by convolutional layers in a downsampling process known as pooling. However, there is no strong argument to settle upon one of the two functions and, in practice, this selection turns to be problem dependent. Further, both of these options ignore possible dependencies among the data. We believe that a combination of both of these functions, as well as of additional ones which may retain different information, can benefit the feature extraction process. In this work, we replace traditional pooling by several alternative functions. In particular, we consider linear combinations of order statistics and generalizations of the Sugeno integral, extending the latter¿s domain to the whole real line and setting the theoretical base for their application. We present an alternative pooling layer based on this strategy which we name ¿CombPool¿ layer. We replace the pooling layers of three different architectures of increasing complexity by CombPool layers, and empirically prove over multiple datasets that linear combinations outperform traditional pooling functions in most cases. Further, combinations with either the Sugeno integral or one of its generalizations usually yield the best results, proving a strong candidate to apply in most architectures.