In this work we present a new method for the estimation of Mutual Information (MI) between random variables. Our approach is based on an original interpretation of the Girsanov theorem, which allows us to use score-based diffusion models to estimate the Kullback Leibler divergence between two densities as a difference between their score functions. As a by-product, our method also enables the estimation of the entropy of random variables. Armed with such building blocks, we present a general recipe to measure MI, which unfolds in two directions: one uses conditional diffusion process, whereas the other uses joint diffusion processes that allow simultaneous modelling of two random variables. Our results, which derive from a thorough experimental protocol over all the variants of our approach, indicate that our method is more accurate than the main alternatives from the literature, especially for challenging distributions. Furthermore, our methods pass MI self-consistency tests, including data processing and additivity under independence, which instead are a pain-point of existing methods.


翻译:摘要:本文提出了一种新的随机变量间互信息估计方法。我们的方法基于Girsanov定理的创新性诠释,通过使用基于得分的扩散模型,将两个密度之间的Kullback-Leibler散度估计为其得分函数之差。作为副产品,该方法还可用于估计随机变量的熵。借助这些构建模块,我们提出了通用的互信息测量方案,该方案沿两个方向展开:其一利用条件扩散过程,其二则采用可同时建模两个随机变量的联合扩散过程。经过对所有变体方法的严格实验验证,结果表明我们的方法相比文献中的主流替代方案具有更高精度,尤其适用于具有挑战性的分布场景。此外,我们的方法通过了互信息自洽性检验(包括数据处理不等式和独立性可加性检验),而这些正是现有方法的痛点所在。

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
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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
2+阅读 · 2017年12月31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
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11月29日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月28日
Arxiv
33+阅读 · 2021年12月31日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月2日
Arxiv
15+阅读 · 2021年11月19日
Arxiv
16+阅读 · 2019年4月4日
Arxiv
10+阅读 · 2018年2月17日
VIP会员
最新内容
ICML 2026|ECA:面向开放式图文生成的高效持续对齐
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:58
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
10+阅读 · 6月13日
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
7+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
13+阅读 · 6月12日
相关VIP内容
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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11月29日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月28日
Arxiv
33+阅读 · 2021年12月31日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月2日
Arxiv
15+阅读 · 2021年11月19日
Arxiv
16+阅读 · 2019年4月4日
Arxiv
10+阅读 · 2018年2月17日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
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