Assessing whether two datasets are distributionally consistent has become a central theme in modern scientific analysis, particularly as generative artificial intelligence is increasingly used to produce synthetic datasets whose fidelity must be rigorously validated against the original data on which they are trained, a task made more challenging by the continued growth in data volume and problem dimensionality. In this work, we propose the use of arithmetic coding to provide a lossless and invertible compression of datasets under a physics-informed probabilistic representation. Datasets that share the same underlying physical correlations admit comparable optimal descriptions, while discrepancies in those correlations-arising from miscalibration, mismodeling, or bias-manifest as an irreducible excess in code length. This excess codelength defines an operational fidelity metric, quantified directly in bits through differences in achievable compression length relative to a physics-inspired reference distribution. We demonstrate that this metric is global, interpretable, additive across components, and asymptotically optimal in the Shannon sense. Moreover, we show that differences in codelength correspond to differences in expected negative log-likelihood evaluated under the same physics-informed reference model. As a byproduct, we also demonstrate that our compression approach achieves a higher compression ratio than traditional general-purpose algorithms such as gzip. Our results establish lossless, physics-aware compression based on arithmetic coding not as an end in itself, but as a measurement instrument for testing the fidelity between datasets.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

代码(Code)是专知网的一个重要知识资料文档板块,旨在整理收录论文源代码、复现代码,经典工程代码等,便于用户查阅下载使用。
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
【NeurIPS2021】SOLQ:基于学习查询的物体分割
专知会员服务
10+阅读 · 2021年11月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
16+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
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
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
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
VIP会员
相关VIP内容
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
【NeurIPS2021】SOLQ:基于学习查询的物体分割
专知会员服务
10+阅读 · 2021年11月9日
相关基金
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
16+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
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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员