Understanding, Interpreting and Learning Representations in Deep Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
<p>Deep Neural Networks (DNNs) have achieved state-of-the-art results in many computer vision tasks; however, DNNs have faced criticism for their lack of interpretability. Given the pervasiveness of DNNs in a multitude of applications, it is of paramount importance to fully understand the internal representations and behaviour of DNNs since safe and comprehensible utilization of DNN models is required before incorporating them into decision making processes for real-world applications. In this dissertation, we present several contributions towards understanding, interpreting, and learning representations in DNNs with an emphasis on studying absolute position information, interpreting latent representations to estimate certain semantic concepts, and learning robust representation. First, we study how much absolute position information is encoded in Convolutional Neural Networks (CNNs) as well as the source of this absolute position information. Our experiments reveal that a surprising degree of absolute position information is encoded in commonly used CNNs and zero padding enables CNNs to encode position information. Next, we analyze the relationship between boundary effects and padding in CNNs with respect to absolute position information. We also demonstrate how a CNN contains positional information in the latent representations if there exists a global pooling layer in the forward pass. We demonstrate that absolute position information is encoded based on the ordering of the channel dimensions, while semantic information is largely not. Second, we perform an empirical study on the ability of DNNs to encode shape information on a neuron-to-neuron and per-pixel level and show evidence that, while DNNs rely on texture information to recognize an object, a substantial amount of shape information is also encoded in DNNs. We further propose a new objective function for increasing a DNN’s ability to encode shape information by maximizing the mutual information between a network’s representations of two stylized images which share the same shape. Finally, we study the feature binding problem and present the first work which applies image blending to learn a robust representation for dense image labeling. Overall, we strongly believe the findings and demonstrated applications in this dissertation will benefit research areas concerned with understanding the different properties of DNNs.</p>
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».