Fugu-MT 論文翻訳(概要): Disentanglement Learning via Topology

論文の概要: Disentanglement Learning via Topology

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12696v4
Date: Wed, 5 Jun 2024 11:19:44 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-06-07 04:16:10.083614
Title: Disentanglement Learning via Topology
Title（参考訳）: トポロジーによる解離学習
Authors: Nikita Balabin, Daria Voronkova, Ilya Trofimov, Evgeny Burnaev, Serguei Barannikov,
Abstract要約: マルチスケールなトポロジ的損失項を付加することにより,不整合表現を学習するTopDisを提案する。ディスタングルメントは、ディープラーニングモデルの説明可能性と堅牢性にとって重要なデータ表現の重要な特性である。提案した位相損失を用いて,訓練されたGANにおいて不整合方向を求める方法を示す。
参考スコア（独自算出の注目度）: 22.33086299021419
License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Abstract: We propose TopDis (Topological Disentanglement), a method for learning disentangled representations via adding a multi-scale topological loss term. Disentanglement is a crucial property of data representations substantial for the explainability and robustness of deep learning models and a step towards high-level cognition. The state-of-the-art methods are based on VAE and encourage the joint distribution of latent variables to be factorized. We take a different perspective on disentanglement by analyzing topological properties of data manifolds. In particular, we optimize the topological similarity for data manifolds traversals. To the best of our knowledge, our paper is the first one to propose a differentiable topological loss for disentanglement learning. Our experiments have shown that the proposed TopDis loss improves disentanglement scores such as MIG, FactorVAE score, SAP score, and DCI disentanglement score with respect to state-of-the-art results while preserving the reconstruction quality. Our method works in an unsupervised manner, permitting us to apply it to problems without labeled factors of variation. The TopDis loss works even when factors of variation are correlated. Additionally, we show how to use the proposed topological loss to find disentangled directions in a trained GAN.
Abstract（参考訳）: マルチスケールなトポロジ的損失項を付加することにより,不整合表現を学習するTopDis(トポロジカル・ディアンタングルメント)を提案する。ディスタングルメントは、ディープラーニングモデルの説明可能性と堅牢性、およびハイレベル認知へのステップにとって重要なデータ表現の重要な特性である。最先端の手法はVAEに基づいており、潜在変数の共分散を分解することを奨励する。データ多様体のトポロジ的性質を解析することにより、解離について異なる視点を採る。特に,データ多様体のトポロジ的類似性を最適化する。我々の知識を最大限に活用するために,本論文は,解離学習のための微分可能な位相損失を提案する最初の論文である。提案したTopDis損失は,再建品質を保ちながら,MIG,FacterVAEスコア,SAPスコア,DCIアンタングルメントスコアなどのアンタングルメントスコアを改善した。我々の手法は教師なしの方法で動作し、変動要因をラベル付けせずに問題に適用することができる。 TopDisの損失は、変動の要因が相関している場合でも機能する。さらに, 提案した位相損失を用いて, 訓練されたGANにおいて, 絡み合った方向を求める方法を示す。

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