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=有效信息分解与因果平面=
 
=有效信息分解与因果平面=
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==有效信息分解==
    
如上文所述,[[有效信息]]取决于网络中连接的权重以及这些权重之间的重叠程度。这两者共同构成了EI流形。这意味着EI可以分解为两个关键属性:敏感度(Sensitivity)和简并度(Degeneracy)。敏感度衡量网络中每条边独立传输信息的能力,而简并度衡量由于边权重重叠导致的信息损失。这种分解方式类似于之前在布尔网络或马尔可夫链中将EI分解为确定性和简并度的做法<ref name=":0" /><ref name=":1" />。不过,在神经网络中,由于网络是确定性的,我们用敏感度代替了确定性。
 
如上文所述,[[有效信息]]取决于网络中连接的权重以及这些权重之间的重叠程度。这两者共同构成了EI流形。这意味着EI可以分解为两个关键属性:敏感度(Sensitivity)和简并度(Degeneracy)。敏感度衡量网络中每条边独立传输信息的能力,而简并度衡量由于边权重重叠导致的信息损失。这种分解方式类似于之前在布尔网络或马尔可夫链中将EI分解为确定性和简并度的做法<ref name=":0" /><ref name=":1" />。不过,在神经网络中,由于网络是确定性的,我们用敏感度代替了确定性。
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简并度越高,说明网络中的信息重叠越多,导致信息传递的效率降低。
 
简并度越高,说明网络中的信息重叠越多,导致信息传递的效率降低。
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为了可视化网络层在训练过程中的变化,我们引入了[[因果平面]]。因果平面的两个维度分别是**敏感度**和**简并度**。由于 <math>EI = \text{Sensitivity} - \text{Degeneracy}</math>,如果敏感度和简并度同时增加,EI将保持不变。在因果平面中,<math>y = x</math> 的直线称为EI的零线,表示 <math>EI = 0</math>。向敏感度方向移动表示网络对扰动的敏感性增加,EI增加;向简并度方向移动表示网络的简并度增加,EI减少;沿零线移动表示EI保持不变,网络层的因果结构没有显著变化。
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==因果平面==
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为了可视化网络层在训练过程中的变化,我们引入了[[因果平面]]。因果平面的两个维度分别是敏感度和简并度。由于 <math>EI = \text{Sensitivity} - \text{Degeneracy}</math>,如果敏感度和简并度同时增加,EI将保持不变。在因果平面中,<math>y = x</math> 的直线称为EI的零线,表示 <math>EI = 0</math>。向敏感度方向移动表示网络对扰动的敏感性增加,EI增加;向简并度方向移动表示网络的简并度增加,EI减少;沿零线移动表示EI保持不变,网络层的因果结构没有显著变化。
    
在实验中,我们观察到,MNIST由于任务更复杂,网络层的因果结构在因果平面中表现出更大的分化,而Iris由于任务较简单,网络层的因果结构分化较少,且更倾向于沿EI零线移动。此外,我们还发现,冗余层在因果平面中移动较少,表明它们对网络因果结构的贡献有限,而动态层在因果平面中表现出更大的移动,反映出它们对网络功能的重要贡献。
 
在实验中,我们观察到,MNIST由于任务更复杂,网络层的因果结构在因果平面中表现出更大的分化,而Iris由于任务较简单,网络层的因果结构分化较少,且更倾向于沿EI零线移动。此外,我们还发现,冗余层在因果平面中移动较少,表明它们对网络因果结构的贡献有限,而动态层在因果平面中表现出更大的移动,反映出它们对网络功能的重要贡献。
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