A vast majority of the current research in the field of Machine Learning is done using algorithms with strong arguments pointing to their biological implausibility such as Backpropagation, deviating the field's focus from understanding its original organic inspiration to a compulsive search for optimal performance. Yet, there have been a few proposed models that respect most of the biological constraints present in the human brain and are valid candidates for mimicking some of its properties and mechanisms. In this paper, we will focus on guiding the learning of a biologically plausible generative model called the Helmholtz Machine in complex search spaces using a heuristic based on the Human Image Perception mechanism. We hypothesize that this model's learning algorithm is not fit for Deep Networks due to its Hebbian-like local update rule, rendering it incapable of taking full advantage of the compositional properties that multi-layer networks provide. We propose to overcome this problem, by providing the network's hidden layers with visual queues at different resolutions using a Multi-level Data representation. The results on several image datasets showed the model was able to not only obtain better overall quality but also a wider diversity in the generated images, corroborating our intuition that using our proposed heuristic allows the model to take more advantage of the network's depth growth. More importantly, they show the unexplored possibilities underlying brain-inspired models and techniques.


翻译:在机器学习领域,目前绝大多数研究都是使用算法进行的,这些算法有强有力的论据,表明其生物不可信,如反射法,将实地的焦点从理解其原始有机灵感转向强制搜索最佳性能。然而,有一些拟议模型尊重人类大脑中存在的大多数生物限制,是模拟其某些属性和机制的有效候选体。在本文件中,我们将侧重于指导在复杂的搜索空间学习一种生物上可信的基因模型,称为Helmholtz机器,使用基于人类图像感知机制的超光速模型。我们假设,由于该模型的学习算法不适合深网络,因为其类似于Hebbian的本地更新规则,它无法充分利用多层网络提供的构成属性和机制。我们提议通过多层次数据代表,在不同的分辨率上提供隐蔽层图像阵列。若干图像数据集的结果表明,模型不仅能够利用更高质量的基础性模型,而且能够让更深层的网络获得更深层次的图像。我们所拟议的模型能够展示的更深层次的多样化。

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