Nonlinear independent component analysis (ICA) aims to uncover the true latent sources from their observable nonlinear mixtures. Despite its significance, the identifiability of nonlinear ICA is known to be impossible without additional assumptions. Recent advances have proposed conditions on the connective structure from sources to observed variables, known as Structural Sparsity, to achieve identifiability in an unsupervised manner. However, the sparsity constraint may not hold universally for all sources in practice. Furthermore, the assumptions of bijectivity of the mixing process and independence among all sources, which arise from the setting of ICA, may also be violated in many real-world scenarios. To address these limitations and generalize nonlinear ICA, we propose a set of new identifiability results in the general settings of undercompleteness, partial sparsity and source dependence, and flexible grouping structures. Specifically, we prove identifiability when there are more observed variables than sources (undercomplete), and when certain sparsity and/or source independence assumptions are not met for some changing sources. Moreover, we show that even in cases with flexible grouping structures (e.g., part of the sources can be divided into irreducible independent groups with various sizes), appropriate identifiability results can also be established. Theoretical claims are supported empirically on both synthetic and real-world datasets.


翻译:非线性独立成分分析旨在从可观测的非线性混合中揭示真实的潜在源变量。尽管其重要性显著,但已知非线性ICA在未添加额外假设的情况下无法实现可辨识性。最近的研究提出,基于从源变量到观测变量的连接结构条件(即结构稀疏性),可在无监督方式下实现可辨识性。然而,稀疏性约束在实践中可能并非对所有源变量普遍适用。此外,ICA框架中混合过程的双射性假设及所有源变量间的独立性假设,在众多实际场景中也可能被违背。为解决这些局限并泛化非线性ICA,我们提出一组新的可辨识性结果,涵盖欠完备性、部分稀疏性、源依赖性及灵活分组结构等通用设定。具体而言,我们证明了当观测变量多于源变量(欠完备)时,以及当特定稀疏性和/或源独立性假设对某些变化源变量不成立时的可辨识性。此外,我们表明即使在具有灵活分组结构(例如部分源变量可分解为不同大小的不可约独立组)的情况下,仍可建立适当的可辨识性结果。理论主张在合成数据集与真实数据集上均获得了实证支持。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31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
3+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
2+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
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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月18日
Arxiv
18+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
Arxiv
29+阅读 · 2017年12月6日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月18日
Arxiv
18+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
Arxiv
29+阅读 · 2017年12月6日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31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
3+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
2+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
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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员