Unsupervised mixture learning (UML) aims at identifying linearly or nonlinearly mixed latent components in a blind manner. UML is known to be challenging: Even learning linear mixtures requires highly nontrivial analytical tools, e.g., independent component analysis or nonnegative matrix factorization. In this work, the post-nonlinear (PNL) mixture model -- where unknown element-wise nonlinear functions are imposed onto a linear mixture -- is revisited. The PNL model is widely employed in different fields ranging from brain signal classification, speech separation, remote sensing, to causal discovery. To identify and remove the unknown nonlinear functions, existing works often assume different properties on the latent components (e.g., statistical independence or probability-simplex structures). This work shows that under a carefully designed UML criterion, the existence of a nontrivial null space associated with the underlying mixing system suffices to guarantee identification/removal of the unknown nonlinearity. Compared to prior works, our finding largely relaxes the conditions of attaining PNL identifiability, and thus may benefit applications where no strong structural information on the latent components is known. A finite-sample analysis is offered to characterize the performance of the proposed approach under realistic settings. To implement the proposed learning criterion, a block coordinate descent algorithm is proposed. A series of numerical experiments corroborate our theoretical claims.


翻译:无监督的混合物学习(UML)旨在盲目地确定线性或非线性混合潜在组成部分。UML已知具有挑战性:即使学习线性混合物也需要高度非三边分析工具,例如独立部件分析或非阴性矩阵因子化。在这项工作中,对非线性(PNL)混合物模型 -- -- 该模型将未知的元素-不线性非线性功能强加给线性混合物 -- -- 进行了重新研究。PNL模型广泛用于不同领域,从大脑信号分类、语音分解、遥感到因果发现等不同领域。为了查明和消除未知的非线性功能,现有的工程往往在潜在组成部分(如统计独立性或概率-简单结构结构)上具有不同的特性。这项工作表明,根据精心设计的UML标准,与基本混合系统相关的非边际无端无端无线性功能的混合模式的存在足以保证识别/消除未知非线性。与先前的工作相比,我们发现PNL可识别性的条件大为宽松,因此,如果在没有强有力的结构性分析的情况下,现有工作在潜在组成部分结构分析中,则可能有利于应用这些应用,根据已知的理论性标准进行我们的拟议的标准性分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

统一建模语言(UML,Unified Modeling Language)是由国际软件行业组织 OMG(对象管理集团 omg.org)自 1997 年起研发的用于 IT 各领域建模的一套标准、通用、图形化的面向对象(OO)建模语言,对应的国际标准为 ISO/IEC 19505。UML 具有简单、直观、形象、表达力强等特点,因此不仅常用于复杂软件系统架构的建模和面向对象分析与设计(OOAD),也可用于复杂业务流程及系统需求的建模。UML 当前的最新版本为 v2.5(2015.3)。 UML 起源于 3 位著名的软件工程方法学家 Grady Booch、James Rumbaugh、Ivar Jacobson 融合、统一了他们各自原来的建模语言和方法。
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月17日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月15日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员