The goal of supervised representation learning is to construct effective data representations for prediction. Among all the characteristics of an ideal nonparametric representation of high-dimensional complex data, sufficiency, low dimensionality and disentanglement are some of the most essential ones. We propose a deep dimension reduction approach to learning representations with these characteristics. The proposed approach is a nonparametric generalization of the sufficient dimension reduction method. We formulate the ideal representation learning task as that of finding a nonparametric representation that minimizes an objective function characterizing conditional independence and promoting disentanglement at the population level. We then estimate the target representation at the sample level nonparametrically using deep neural networks. We show that the estimated deep nonparametric representation is consistent in the sense that its excess risk converges to zero. Our extensive numerical experiments using simulated and real benchmark data demonstrate that the proposed methods have better performance than several existing dimension reduction methods and the standard deep learning models in the context of classification and regression.


翻译:监督代表制学习的目的是为预测建立有效的数据表示方式; 高维复杂数据、充足性、低维度和分解等理想的非参数表示方式的所有特点都是一些最基本的特征; 我们提议了一种深度减少维度的方法,以了解具有这些特征的表述方式; 提议的方法是对充分的减少维度方法进行非对称的概括化; 我们制定了理想的代表性学习任务,以找到一种非对称的表示方式,以最大限度地减少有条件独立这一客观功能的特征,并促进人口层面的分解; 然后利用深神经网络对抽样层的目标表示方式进行非对称性估计; 我们表明,估计的深度非参数表示方式是一致的,因为其超重风险将集中到零。 我们利用模拟和实际基准数据进行的大量数字实验表明,在分类和回归方面,拟议方法的性能优于现有的若干减少维度方法和标准深层学习模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

表示学习是通过利用训练数据来学习得到向量表示,这可以克服人工方法的局限性。 表示学习通常可分为两大类,无监督和有监督表示学习。大多数无监督表示学习方法利用自动编码器(如去噪自动编码器和稀疏自动编码器等)中的隐变量作为表示。 目前出现的变分自动编码器能够更好的容忍噪声和异常值。 然而,推断给定数据的潜在结构几乎是不可能的。 目前有一些近似推断的策略。 此外,一些无监督表示学习方法旨在近似某种特定的相似性度量。提出了一种无监督的相似性保持表示学习框架,该框架使用矩阵分解来保持成对的DTW相似性。 通过学习保持DTW的shaplets,即在转换后的空间中的欧式距离近似原始数据的真实DTW距离。有监督表示学习方法可以利用数据的标签信息,更好地捕获数据的语义结构。 孪生网络和三元组网络是目前两种比较流行的模型,它们的目标是最大化类别之间的距离并最小化了类别内部的距离。
专知会员服务
31+阅读 · 2021年7月15日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
53+阅读 · 2019年12月22日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5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
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
14+阅读 · 2021年3月10日
Few Shot Learning with Simplex
Arxiv
5+阅读 · 2018年7月27日
Arxiv
9+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5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
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员