We introduce a methodology for analyzing neural networks through the lens of layer-wise Hessian matrices. The local Hessian of each functional block (layer) is defined as the matrix of second derivatives of a scalar function with respect to the parameters of that layer. This concept provides a formal tool for characterizing the local geometry of the parameter space. We show that the spectral properties of local Hessians, such as the distribution of eigenvalues, reveal quantitative patterns associated with overfitting, underparameterization, and expressivity in neural network architectures. We conduct an extensive empirical study involving 111 experiments across 37 datasets. The results demonstrate consistent structural regularities in the evolution of local Hessians during training and highlight correlations between their spectra and generalization performance. These findings establish a foundation for using local geometric analysis to guide the diagnosis and design of deep neural networks. The proposed framework connects optimization geometry with functional behavior and offers practical insight for improving network architectures and training stability.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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