It is typically understood that the training of modern neural networks is a process of fitting the probability distribution of desired output. However, recent paradoxical observations in a number of language generation tasks let one wonder if this canonical probability-based explanation can really account for the empirical success of deep learning. To resolve this issue, we propose an alternative utility-based explanation to the standard supervised learning procedure in deep learning. The basic idea is to interpret the learned neural network not as a probability model but as an ordinal utility function that encodes the preference revealed in training data. In this perspective, training of the neural network corresponds to a utility learning process. Specifically, we show that for all neural networks with softmax outputs, the SGD learning dynamic of maximum likelihood estimation (MLE) can be seen as an iteration process that optimizes the neural network toward an optimal utility function. This utility-based interpretation can explain several otherwise-paradoxical observations about the neural networks thus trained. Moreover, our utility-based theory also entails an equation that can transform the learned utility values back to a new kind of probability estimation with which probability-compatible decision rules enjoy dramatic (double-digits) performance improvements. These evidences collectively reveal a phenomenon of utility-probability duality in terms of what modern neural networks are (truly) modeling: We thought they are one thing (probabilities), until the unexplainable showed up; changing mindset and treating them as another thing (utility values) largely reconcile the theory, despite remaining subtleties regarding its original (probabilistic) identity.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
专知会员服务
51+阅读 · 2020年12月14日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
66+阅读 · 2021年6月18日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员