Datasets often have their intrinsic symmetries, and particular deep-learning models called equivariant or invariant models have been developed to exploit these symmetries. However, if some or all of these symmetries are only approximate, which frequently happens in practice, these models may be suboptimal due to the architectural restrictions imposed on them. We tackle this issue of approximate symmetries in a setup where symmetries are mixed, i.e., they are symmetries of not single but multiple different types and the degree of approximation varies across these types. Instead of proposing a new architectural restriction as in most of the previous approaches, we present a regularizer-based method for building a model for a dataset with mixed approximate symmetries. The key component of our method is what we call equivariance regularizer for a given type of symmetries, which measures how much a model is equivariant with respect to the symmetries of the type. Our method is trained with these regularizers, one per each symmetry type, and the strength of the regularizers is automatically tuned during training, leading to the discovery of the approximation levels of some candidate symmetry types without explicit supervision. Using synthetic function approximation and motion forecasting tasks, we demonstrate that our method achieves better accuracy than prior approaches while discovering the approximate symmetry levels correctly.


翻译:数据集通常具有其内在的对称性,而被称为等变或不变模型的特定深度学习模型已被开发用于利用这些对称性。然而,若部分或全部对称性仅为近似成立(这在实践中频繁发生),由于模型架构的限制,这些模型可能表现次优。我们针对混合对称性场景下的近似对称性问题展开研究——即数据包含多种不同类型的对称性,且各类型对称性的近似程度存在差异。与以往多数方法提出新型架构约束不同,我们提出了一种基于正则化的方法,为具有混合近似对称性的数据集构建模型。该方法的核心是面向特定对称性类型的"等变正则化项",用于衡量模型对该类型对称性的等变程度。我们的训练过程包含多个此类正则化项(每种对称性类型对应一个),并在训练中自动调节各正则化项的强度,从而无需显式监督即可发现候选对称性类型的近似程度。通过合成函数逼近和运动预测任务,我们证明了该方法在正确发现近似对称性水平的同时,比现有方法取得了更优的精度。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+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
106+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月20日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
VIP会员
最新内容
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
2+阅读 · 今天2:34
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
《决策模型比较研究》
专知会员服务
11+阅读 · 7月25日
《美军水下战与海床战概述及本地实施》
专知会员服务
6+阅读 · 7月25日
面向未来冲突推进陆军情报体制改革
专知会员服务
5+阅读 · 7月25日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员