Extraction of latent sources of complex stimuli is critical for making sense of the world. While the brain solves this blind source separation (BSS) problem continuously, its algorithms remain unknown. Previous work on biologically-plausible BSS algorithms assumed that observed signals are linear mixtures of statistically independent or uncorrelated sources, limiting the domain of applicability of these algorithms. To overcome this limitation, we propose novel biologically-plausible neural networks for the blind separation of potentially dependent/correlated sources. Differing from previous work, we assume some general geometric, not statistical, conditions on the source vectors allowing separation of potentially dependent/correlated sources. Concretely, we assume that the source vectors are sufficiently scattered in their domains which can be described by certain polytopes. Then, we consider recovery of these sources by the Det-Max criterion, which maximizes the determinant of the output correlation matrix to enforce a similar spread for the source estimates. Starting from this normative principle, and using a weighted similarity matching approach that enables arbitrary linear transformations adaptable by local learning rules, we derive two-layer biologically-plausible neural network algorithms that can separate mixtures into sources coming from a variety of source domains. We demonstrate that our algorithms outperform other biologically-plausible BSS algorithms on correlated source separation problems.


翻译:挖掘复杂刺激的潜伏来源对于理解世界至关重要。 虽然大脑不断解决盲源分离问题, 但它的算法仍然未知。 生物可变性BSS算法的先前工作假设, 观察到的信号是统计上独立或不相干来源的线性混合物, 限制了这些算法的适用范围。 为了克服这一限制, 我们提出新的生物可变性神经网络, 以便盲目分离潜在依赖/ 相关来源。 与以往工作不同, 我们假设来源矢量的一些一般几何而非统计条件, 允许将潜在依赖/ 相关来源分离。 具体地说, 我们假设, 源矢量分散在它们的域中, 可以由某些多面图加以描述。 然后, 我们考虑利用Det- Max 标准恢复这些来源, 最大限度地确定输出相关关系矩阵的决定因素, 以强制源值估算。 从这一规范原则开始, 并使用一种加权相似的匹配方法, 使得源量直线性变化能够通过本地学习规则加以调整。 我们假设源量源的两层生物可分解的分子算法, 我们从生物可分解的模型的网络, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
48+阅读 · 2022年10月2日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28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
[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
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29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 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2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
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 · 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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月25日
Signature Methods in Machine Learning
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月25日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月25日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29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 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2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
相关基金
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 · 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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员