Helmholtz Machines (HMs) are a class of generative models composed of two Sigmoid Belief Networks (SBNs), acting respectively as an encoder and a decoder. These models are commonly trained using a two-step optimization algorithm called Wake-Sleep (WS) and more recently by improved versions, such as Reweighted Wake-Sleep (RWS) and Bidirectional Helmholtz Machines (BiHM). The locality of the connections in an SBN induces sparsity in the Fisher Information Matrices associated to the probabilistic models, in the form of a finely-grained block-diagonal structure. In this paper we exploit this property to efficiently train SBNs and HMs using the natural gradient. We present a novel algorithm, called Natural Reweighted Wake-Sleep (NRWS), that corresponds to the geometric adaptation of its standard version. In a similar manner, we also introduce Natural Bidirectional Helmholtz Machine (NBiHM). Differently from previous work, we will show how for HMs the natural gradient can be efficiently computed without the need of introducing any approximation in the structure of the Fisher information matrix. The experiments performed on standard datasets from the literature show a consistent improvement of NRWS and NBiHM not only with respect to their non-geometric baselines but also with respect to state-of-the-art training algorithms for HMs. The improvement is quantified both in terms of speed of convergence as well as value of the log-likelihood reached after training.


翻译:Helmholtz Machines(HMs)是一组由两个Sigmoble Conslices 网络(SBNs)构成的基因模型,分别作为编码器和解码器。这些模型通常使用称为Wake-Sleep(WS)的两步优化算法来训练,而最近则使用经改进的版本来训练,例如Rew-Sleep(RWS)和Bidirectional-Shelmoltz Machines(BIHM)等。SBN的连接位置使与概率模型相关的渔业信息矩阵(SBBNBNS)的趋同性趋近,其形式为精细细细的块-对等结构。在本文件中,我们利用这些属性来利用SBNBIS和HMS进行高效的训练。我们提出了一个新式的算法,即与标准版本的几何重量重的休克(NBICMS)机器(NBHMS)的精度训练速度不同,我们还将显示如何在MISral-ralal 的精度结构中持续的精度改进,而无需进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月25日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月25日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月20日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员