本文探讨了信息理论在深度表示学习中的应用,旨在增强深度学习模型的理解能力和泛化能力。核心挑战是识别并剔除不必要的信息,使得模型能够捕捉输入数据中最相关的方面,而无需显式的标签监督。
我们开发了新的理论框架和实际学习目标,将经典的信息理论原则扩展到一系列机器学习场景,包括自监督学习、多视角学习和时间建模。这些方法解决了互信息估计、冗余减少和高效表示提取等关键问题,从而提供了更强大和可解释的表示。特别是,我们展示了这些方法如何改进对复杂高维数据的处理,并捕捉时变系统的基本动态,同时能够描述和缓解分布漂移的影响。
通过广泛的实证验证,我们证明了信息理论方法能够有效平衡压缩和预测,支持更加适应性强和数据高效的机器学习系统。
总体而言,本研究推动了信息理论在深度学习中的理论理解和实际应用,提供了对有效表示本质和从复杂数据中学习的挑战的新见解。