Latent representations are used extensively for downstream tasks, such as visualization, interpolation or feature extraction of deep learning models. Invariant and equivariant neural networks are powerful and well-established models for enforcing inductive biases. In this paper, we demonstrate that the inductive bias imposed on the by an equivariant model must also be taken into account when using latent representations. We show how not accounting for the inductive biases leads to decreased performance on downstream tasks, and vice versa, how accounting for inductive biases can be done effectively by using an invariant projection of the latent representations. We propose principles for how to choose such a projection, and show the impact of using these principles in two common examples: First, we study a permutation equivariant variational auto-encoder trained for molecule graph generation; here we show that invariant projections can be designed that incur no loss of information in the resulting invariant representation. Next, we study a rotation-equivariant representation used for image classification. Here, we illustrate how random invariant projections can be used to obtain an invariant representation with a high degree of retained information. In both cases, the analysis of invariant latent representations proves superior to their equivariant counterparts. Finally, we illustrate that the phenomena documented here for equivariant neural networks have counterparts in standard neural networks where invariance is encouraged via augmentation. Thus, while these ambiguities may be known by experienced developers of equivariant models, we make both the knowledge as well as effective tools to handle the ambiguities available to the broader community.


翻译:潜在表示被广泛用于下游任务,例如深度学习模型的可视化、插值或特征提取。等变与不变神经网络是强制引入归纳偏置的强大且成熟的模型。在本文中,我们证明使用等变模型施加的归纳偏置在使用潜在表示时也必须加以考虑。我们展示了忽略归纳偏置如何导致下游任务性能下降,反之,通过使用潜在表示的不变投影可以有效考虑归纳偏置。我们提出了选择此类投影的原则,并通过两个常见实例展示了应用这些原则的影响:首先,研究了一个用于分子图生成的置换等变变分自编码器;在此,我们证明可以设计出在所得不变表示中不损失信息的不变投影。其次,研究了一个用于图像分类的旋转等变表示。在此,我们说明了如何使用随机不变投影来获得保留高信息量的不变表示。在两种情况下,对不变潜在表示的分析都优于其等变对应物。最后,我们证明,本文记录的关于等变神经网络的现象,在通过数据增强鼓励不变性的标准神经网络中也存在对应。因此,尽管等变模型的经验开发者可能了解这些歧义,但我们向更广泛的社区提供了这些知识以及处理这些歧义的有效工具。

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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
18+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
2+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月4日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月1日
Graph Learning Across Data Silos
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月1日
Tree Cross Attention
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月1日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Deformable Style Transfer
Arxiv
14+阅读 · 2020年3月24日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Efficiently Embedding Dynamic Knowledge Graphs
Arxiv
14+阅读 · 2019年10月15日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月4日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月1日
Graph Learning Across Data Silos
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月1日
Tree Cross Attention
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月1日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Deformable Style Transfer
Arxiv
14+阅读 · 2020年3月24日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Efficiently Embedding Dynamic Knowledge Graphs
Arxiv
14+阅读 · 2019年10月15日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15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
18+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
2+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员