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ITENE:内禀转移熵神经估计器

信息论 2020-01-09 v2 机器学习 math.IT

摘要

量化信息流的方向性有助于理解并可能控制许多复杂系统(如交通、社交、神经或基因调控网络)的运行。标准转移熵 (TE) 度量遵循 Granger 因果原理,通过度量源信号 XX 的过去状态与目标信号 YY 的未来状态之间的互信息 (MI),同时以 YY 的过去状态为条件。因此,TE 量化了在预测目标序列 YY 时,除 YY 的过去外还可利用 XX 的过去样本所能带来的、以对数损失度量的预测改进。然而,通过对 YY 的过去作条件化,TE 也度量了通过同时观测 XXYY 的过去(而非仅 XX 的过去)可协同提取的信息。基于私钥协商表述,内禀转移熵 (ITE) 旨在剔除此类协同信息,以量化 XX 在独立于 YY 过去的情况下对 YY 的个体化预测程度。本文提出一种受近期互信息神经估计 (MINE) 启发的 ITE 估计器。该估计器基于 KL 散度的变分界、两样本神经网络分类器以及蒙特卡洛梯度的路径wise估计器。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.07277,
  title  = {ITENE: Intrinsic Transfer Entropy Neural Estimator},
  author = {Jingjing Zhang and Osvaldo Simeone and Zoran Cvetkovic and Eugenio Abela and Mark Richardson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07277},
  year   = {2020}
}