Learning concise data representations without supervisory signals is a fundamental challenge in machine learning. A prominent approach to this goal is likelihood-based models such as variational autoencoders (VAE) to learn latent representations based on a meta-prior, which is a general premise assumed beneficial for downstream tasks (e.g., disentanglement). However, such approaches often deviate from the original likelihood architecture to apply the introduced meta-prior, causing undesirable changes in their training. In this paper, we propose a novel representation learning method, Gromov-Wasserstein Autoencoders (GWAE), which directly matches the latent and data distributions. Instead of a likelihood-based objective, GWAE models have a trainable prior optimized by minimizing the Gromov-Wasserstein (GW) metric. The GW metric measures the distance structure-oriented discrepancy between distributions supported on incomparable spaces, e.g., with different dimensionalities. By restricting the family of the trainable prior, we can introduce meta-priors to control latent representations for downstream tasks. The empirical comparison with the existing VAE-based methods shows that GWAE models can learn representations based on meta-priors by changing the prior family without further modifying the GW objective.


翻译:没有监督信号的学习简明数据表述是机器学习中的一项根本挑战。实现这一目标的一个突出办法是基于可能性的模型,如变式自动计算器(VAE),以学习基于超优先的潜在的表述,这是假定有利于下游任务(例如脱钩)的一般前提。然而,这种方法往往偏离最初应用引入元优先的概率结构,造成培训中的不良变化。在本文中,我们提议一种新型的代谢学习方法Gromov-Wasserstein Autoencoders(GWE),它直接匹配潜在和数据分布。GWAE模式不是基于可能性的目标,而是具有通过尽量减少Gromov-Wasserstein(GW)衡量标准而预先优化的训练性。GW衡量方法测量了支持的不相容空间(例如不同维度)之间以结构为导向的分布差异。通过限制先前可训练的组合,我们可以引入元主要方法来控制下游任务的潜在表述。与现有的VAE-Wsstein(GW)方法进行实证性比较,而没有改变前的GWAE-PRA模式,从而进一步学习GWA-WAFM-MA-M示。

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