The information bottleneck (IB) method offers an attractive framework for understanding representation learning, however its applications are often limited by its computational intractability. Analytical characterization of the IB method is not only of practical interest, but it can also lead to new insights into learning phenomena. Here we consider a generalized IB problem, in which the mutual information in the original IB method is replaced by correlation measures based on Renyi and Jeffreys divergences. We derive an exact analytical IB solution for the case of Gaussian correlated variables. Our analysis reveals a series of structural transitions, similar to those previously observed in the original IB case. We find further that although solving the original, Renyi and Jeffreys IB problems yields different representations in general, the structural transitions occur at the same critical tradeoff parameters, and the Renyi and Jeffreys IB solutions perform well under the original IB objective. Our results suggest that formulating the IB method with alternative correlation measures could offer a strategy for obtaining an approximate solution to the original IB problem.


翻译:信息瓶颈(IB)方法是理解表示学习的一种有吸引力的框架,但其应用通常受其计算上的难解性的限制。分析特定IB方法的特征不仅具有实际意义,而且还可以对于学习现象提供新的见解。本文考虑了一个广义IB问题,其中原始IB方法中的互信息被基于Rényi和Jeffreys隔离度的相关度量所代替。我们为高斯相关变量的情况导出了一个精确的解析IB解,发现了一系列类似于先前在原始IB情况下观察到的结构性转换。我们进一步发现,尽管解决原始IB、Rényi和Jeffreys IB问题通常会得到不同的表征,但结构性转换发生在相同关键的权衡参数下,且Rényi和Jeffreys IB解在原始IB目标下表现良好。我们的结果表明,用替代相关度量制定IB方法可能会提供获得原始IB问题的近似解的策略。

0
下载
关闭预览

相关内容

【AAAI 2022】一致性信息瓶颈在域泛化中的应用
专知会员服务
24+阅读 · 2022年1月15日
【AAAI2021】信息瓶颈和有监督表征解耦
专知会员服务
20+阅读 · 2021年1月27日
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
47+阅读 · 2021年1月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)第一弹
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年6月10日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
ICLR2019 图上的对抗攻击
图与推荐
17+阅读 · 2020年3月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
30+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月8日
VIP会员
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)第一弹
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年6月10日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
ICLR2019 图上的对抗攻击
图与推荐
17+阅读 · 2020年3月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员