CIF: Small: Deep Learning for Information Theory- Tackling Algorithm Deficit
CIF: Small: Deep Learning for Information Theory- Tackling Algorithm Deficit
批准号:
1908003
负责人:
Sreeram Kannan
金额:
$45.84万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2019
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-07-01 至 2022-06-30
中文摘要
信息论为如何以最佳方式交流、压缩和处理信息提供了数学基础。包括通信代码在内的基本算法是利用人类的聪明才智发明的,并通过深入的数学推理证明是最优的。深度学习方法是机器学习的一个分支,它的兴起为重新审视发现新算法的范式提供了机会。该项目研究如何利用深度学习来加速长期存在的信息论问题中的算法发现。在更广泛的范围内,该项目将促进深度学习和信息论之间更强有力的接口,使两个研究界都受益。该项目的成果还将有助于创建一个理论,解释深度学习算法在许多应用领域中的收益,从而解决我们在理解机器学习方面的一个重要科学空白。本项目研究了深度学习和信息论之间的三个问题。(1)基于深度学习的代码设计:这一重点研究代码设计问题,代码被用来处理通信介质中的噪声。这包括首先复制使用这种新范例在代码设计中取得的以前的成功,以及在未解决的问题中发明新的代码--这要求新的网络体系结构可以在代码之外具有应用。(2)基于深度学习的统计特性测试:研究深度学习在信息估计(如互信息估计)和统计特性测试(如独立性测试)中的作用。高维性能测试的解决方案将需要新的p值保证,这将被探索。(3)深度学习的信息论基础:将研究深度学习的基本信息论原则,如样本复杂性和递归神经网络的最佳训练算法。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
Information theory provides the mathematical underpinning on how to optimally communicate, compress and process information. The underlying algorithms, including codes for communication, have been invented using human ingenuity and proved to be optimal using deep mathematical reasoning. The rise of deep-learning methods, a branch of machine learning, presents an opportunity to revisit the paradigm for discovering new algorithms. This project studies how to utilize deep-learning for accelerating algorithm discovery in long-standing information-theoretic problems. On a broader scale, this project will promote a stronger interface between deep-learning and information theory, benefiting both research communities. The outcomes of this project will also help create a theory explaining the gains derived by deep-learning algorithms in many application domains, thus addressing an important scientific gap in our understanding of machine-learning.This project studies three problems at the interface of deep-learning and information theory. (1) Deep-Learning based Code Design: This thrust studies the problem of code design, where the code is used to tackle the noise in the communication medium. This involves first replicating the previous successes in code design using this new paradigm, as well as inventing novel codes in unsolved problems -- requiring novel network architectures that can have application beyond codes. (2) Statistical Property Testing with Deep-Learning: How deep-learning can help in information estimation (such as mutual-information estimation) and statistical property testing (such as independence testing) will be studied. Solutions to high-dimensional property testing will require novel p-value guarantees, which will be explored. (3) Information-theoretic Underpinnings of Deep-Learning: The fundamental information theoretic principles underlying deep-learning, such as the sample complexity and optimal training algorithms for recurrent neural networks will be studied.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
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DOI:
10.1109/jsait.2020.2986752
发表时间:
2018-07
期刊:
IEEE Journal on Selected Areas in Information Theory
影响因子:
--
作者:
[Hyeji Kim;Yihan Jiang;Sreeram Kannan;Sewoong Oh;P. Viswanath]
通讯作者:
Hyeji Kim;Yihan Jiang;Sreeram Kannan;Sewoong Oh;P. Viswanath
DOI:
--
发表时间:
2019-11
期刊:
ArXiv
影响因子:
--
作者:
[Yihan Jiang;Hyeji Kim;Himanshu Asnani;Sreeram Kannan;Sewoong Oh;P. Viswanath]
通讯作者:
Yihan Jiang;Hyeji Kim;Himanshu Asnani;Sreeram Kannan;Sewoong Oh;P. Viswanath
DOI:
--
发表时间:
2019-06
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Ashok Vardhan Makkuva;Sewoong Oh;Sreeram Kannan;P. Viswanath]
通讯作者:
Ashok Vardhan Makkuva;Sewoong Oh;Sreeram Kannan;P. Viswanath
DOI:
--
发表时间:
2020-05
期刊:
ArXiv
影响因子:
--
作者:
[A. Mondal;A. Bhattacharya;Sudipto Mukherjee;Sreeram Kannan;Himanshu Asnani;A. Prathosh]
通讯作者:
A. Mondal;A. Bhattacharya;Sudipto Mukherjee;Sreeram Kannan;Himanshu Asnani;A. Prathosh
CIF:Medium:Collaborative Research:An Information-theoretic approach to nanopore sequencing
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批准号:1703403
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$75.0万
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财政年份:2017
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负责人:Sreeram Kannan
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依托单位:
CAREER: Information-Theoretic Methods for RNA Analytics
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批准号:1651236
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$50.0万
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财政年份:2017
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负责人:Sreeram Kannan
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依托单位:
国内基金
海外基金
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昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: