Mutual information (MI) is fundamental to representation-learning analysis in deep networks, but in high dimensions MI estimators depend on hyperparameters whose bias often dominates the signal. We show that continuous piecewise-linear (CPWL) networks, including ReLU networks, admit an intrinsic information-theoretic analysis that avoids this pitfall: their inherent partition of the input space into convex linear regions assigns to every input a discrete region label $Π$ alongside the continuous representation $T$ and label $Y$. We introduce a decomposition of the mutual information $I(Y;T)$ into interpretable geometric terms. We show that the dominant term, the *routing information* $I(Y; Π)$, admits an estimable plug-in estimator, that in the well-sampled regime, approximates a population lower bound on the joint information $I(Y; Π, T)$. When the partition saturates, a functional-equivalence quotient collapses regions implementing the same linear operator and restores informativeness; this extension has a single bounded, dimensionless parameter, which is reported through the quotient's compression ratio. The routing estimator agrees strongly with three established MI baselines applied to the same networks and data. The functional quotient recovers informative estimates in the regime bordering the well-sampled and under-sampled regime. We provide a framework for analysing the internal information geometry of CPWL networks, grounded in their inherent piecewise-linear structure rather than in external discretisation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
异质信息网络分析与应用综述,软件学报-北京邮电大学
南洋理工大学,深度学习推荐系统综述
专知会员服务
178+阅读 · 2019年10月14日
综述 | 异质信息网络分析与应用综述
专知
27+阅读 · 2020年8月8日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
互信息论文笔记
CreateAMind
23+阅读 · 2018年8月23日
网络表示学习领域(NRL/NE)必读论文汇总
AI科技评论
16+阅读 · 2018年2月18日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31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 · 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
12+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
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
16+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
17+阅读 · 10月24日
相关VIP内容
异质信息网络分析与应用综述,软件学报-北京邮电大学
南洋理工大学,深度学习推荐系统综述
专知会员服务
178+阅读 · 2019年10月14日
相关基金
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31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 · 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
12+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员