Optimal computations under uncertainty require an adequate probabilistic representation about beliefs. Deep generative models, and specifically Variational Autoencoders (VAEs), have the potential to meet this demand by building latent representations that learn to associate uncertainties with inferences while avoiding their characteristic intractable computations. Yet, we show that it is precisely uncertainty representation that suffers from inconsistencies under an array of relevant computer vision conditions: contrast-dependent computations, image corruption, out-of-distribution detection. Drawing inspiration from classical computer vision, we present a principled extension to the standard VAE by introducing a simple yet powerful inductive bias through a global scaling latent variable, which we call the Explaining-Away VAE (EA-VAE). By applying EA-VAEs to a spectrum of computer vision domains and a variety of datasets, spanning standard NIST datasets to rich medical and natural image sets, we show the EA-VAE restores normative requirements for uncertainty. Furthermore, we provide an analytical underpinning of the contribution of the introduced scaling latent to contrast-related and out-of-distribution related modulations of uncertainty, demonstrating that this mild inductive bias has stark benefits in a broad set of problems. Moreover, we find that EA-VAEs recruit divisive normalization, a motif widespread in biological neural networks, to remedy defective inference. Our results demonstrate that an easily implemented, still powerful update to the VAE architecture can remedy defective inference of uncertainty in probabilistic computations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
6+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
1+阅读 · 2015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
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
3+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
1+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
12+阅读 · 2022年1月26日
Arxiv
10+阅读 · 2018年3月22日
VIP会员
最新内容
《美陆军装备维护程序(2026版)》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:23
第五代作战任务规划:集成系统与算法
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:11
《北约科技组织2025年亮点报告》
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:42
人工智能在防空反导中的应用系统性综述
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:45
新兴反无人机技术与不对称防御对策
专知会员服务
5+阅读 · 5月6日
《美空军条令出版物 3-60,目标定位(2026版)》
《定向能武器交战授权治理管道》
专知会员服务
6+阅读 · 5月6日
《人工智能与海军作战》最新报告
专知会员服务
7+阅读 · 5月6日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
6+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
1+阅读 · 2015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
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
3+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
1+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