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| | 此外,基于PID的分析还揭示了LVLMs的多模态融合能力仅在视觉指令微调阶段习得的特点。 | | 此外,基于PID的分析还揭示了LVLMs的多模态融合能力仅在视觉指令微调阶段习得的特点。 |
| | + | ===附录:信息原子的数值计算程序=== |
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| | + | 部分信息分解示例和dit库 |
| | + | 当涉及到信息理论概念时,dit是这些实验的绝佳工具。这是一个在你创建的自定义概率分布上进行测量的库(Https://Github.com/Dit/Dit)。 |
| | + | 首先我们有两个源变量<math>X_1</math>和<math>X_2</math>(它们都是二进制的)和一个目标变量Y,Y是关于这些源变量的布尔运算。所有测量部分信息的形式都将由Williams和Beer提供,但其他作者提出的其他形式也可以在dit中进行。 |
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| | + | 1.独特信息 |
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| | + | 在这个例子中,假设目标变量Y由下表给出。请注意,输出总是等于<math>X_1</math>,因此<math>X_2</math>完全无关紧要。 |
| | + | {| class="wikitable" |
| | + | |- |
| | + | |<math>X_1</math>||<math>X_2</math>||<math>Y</math> |
| | + | |- |
| | + | |0||0||0 |
| | + | |- |
| | + | |0||1||0 |
| | + | |- |
| | + | |1||0||1 |
| | + | |- |
| | + | |1||1||1 |
| | + | |} |
| | + | 因此,<math>X_1</math>和<math>X_2</math>提供的关于Y的信息完全集中在<math>X_1</math>中,我们可以说关于Y的信息是X_1独有的。 |
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| | + | 在dit库中,我们可以创建这个: |
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| | + | import dit # importing dit library |
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| | + | from dit.pid import PID_WB # importing the PID measure we want to use |
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| | + | |
| | + | # creating a probability distribution of copy gate |
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| | + | dist_unique = dit.Distribution(["000", "010", "101", "111"], [1/4, 1/4, 1/4, 1/4]) |
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| | + | print(PID_WB(dist_unique)) |
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| | + | """ |
| | + | |
| | + | Out: |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | I_min | I_r | pi | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | {0:1} | 1.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0} | 1.0000 | 1.0000 | |
| | + | |
| | + | | {1} | 0.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0}{1} | 0.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | """ |
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| | + | dit对信息类型进行编码如下: |
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| | + | {0:1}:<math>X_1</math>和<math>X_2</math>之间的协同信息 |
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| | + | {0}:<math>X_1</math>提供的唯一信息 |
| | + | |
| | + | {1}:<math>X_2</math>提供的唯一信息 |
| | + | |
| | + | {0}{1}:<math>X_1</math>和<math>X_2</math>提供的冗余信息 |
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| | + | 我们可以通过输出看到,提供的唯一部分信息(“pi”列)来自X_1。 |
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| | + | 2.冗余信息 |
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| | + | 下一个示例用于显示冗余信息。在这里,<math>X_1</math>、<math>X_2</math>和Y都相等,如下表所示,因此<math>X_1</math>和<math>X_2</math>提供的关于Y的冗余信息是最大的。 |
| | + | {| class="wikitable" |
| | + | |- |
| | + | |<math>X_1</math>||<math>X_2</math>||<math>Y</math> |
| | + | |- |
| | + | |0||0||0 |
| | + | |- |
| | + | |1||1||1 |
| | + | |} |
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| | + | 使用dit,代码如下: |
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| | + | import dit # importing dit library |
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| | + | from dit.pid import PID_WB # importing the PID measure we want to use |
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| | + | |
| | + | # creating a redundant probability distribution |
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| | + | dist_redundant = dit.Distribution(["000", "111"], [1/2, 1/2]) |
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| | + | print(PID_WB(dist_redundant)) |
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| | + | """ |
| | + | |
| | + | Out: |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | I_min | I_r | pi | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | {0:1} | 1.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0} | 1.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {1} | 1.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0}{1} | 1.0000 | 1.0000 | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | """ |
| | + | |
| | + | 正如我们所看到的,X_1和X_2提供的关于Y的信息是冗余的,换句话说,两者都提供。 |
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| | + | 3.协同信息 |
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| | + | 协同信息的一个经典例子是XOR门,如下表所示。 |
| | + | {| class="wikitable" |
| | + | |- |
| | + | |<math>X_1</math>||<math>X_2</math>||<math>Y</math> |
| | + | |- |
| | + | |0||0||0 |
| | + | |- |
| | + | |0||1||1 |
| | + | |- |
| | + | |1||0||1 |
| | + | |- |
| | + | |1||1||0 |
| | + | |} |
| | + | 通过这个分布注意到,只有当我们同时知道<math>X_1</math>和<math>X_2</math>时,我们才能知道目标变量Y。没有<math>X_1</math>和<math>X_2</math>,就不可能知道Y。因为对于<math>X_1</math>的每个值,我们都有Y的两个值;<math>X_2</math>也是如此。 |
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| | + | 代码是: |
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| | + | import dit # importing dit library |
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| | + | from dit.pid import PID_WB # importing the PID measure we want to use |
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| | + | |
| | + | # creating a probability distribution of XOR gate |
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| | + | dist_syn = dit.Distribution(["000", "011", "101", "110"], [1/4]*4) |
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| | + | print(PID_WB(dist_syn)) |
| | + | |
| | + | |
| | + | """ |
| | + | |
| | + | Out: |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | I_min | I_r | pi | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | {0:1} | 1.0000 | 1.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0} | 0.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {1} | 0.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0}{1} | 0.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | """ |
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| | + | <math>X_1</math>和<math>X_2</math>传达的关于Y的唯一信息是{0:1},这是协同信息。 |
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| | + | 下面介绍如何用dit库进行一次完整的部分信息分解实验:(以Williams & Beer为例,只需要更改调用的函数名称即可使用其他PID分解方法,详见https://dit.readthedocs.io/en/latest/measures/pid.html) |
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| | + | 首先在python里导入dit.pit:In [1]: from dit.pid import * |
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| | + | 随后给出一个分布:In [2]: d = dit.Distribution(['000', '011', '102', '113'], [1/4]*4) |
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| | + | 用给出的分布进行PID分解(更改“PID_"后面角标即可使用其他PID分解方法):In [3]: PID_WB(d) |
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| | + | 输出结果:Out[13]: |
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| | + | +--------+--------+--------+ |
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| | + | | I_min | I_r | pi | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
| | + | |
| | + | | {0:1} | 2.0000 | 1.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0} | 1.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {1} | 1.0000 | 0.0000 | |
| | + | |
| | + | | {0}{1} | 1.0000 | 1.0000 | |
| | + | |
| | + | +--------+--------+--------+ |
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| | + | 另外还有专门实现PID计算的pietromarchesi库:https://github.com/pietromarchesi/pidpy |
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| | == 参考文献列表 == | | == 参考文献列表 == |