論文の概要: Optimizing Curvature Learning for Robust Hyperbolic Deep Learning in Computer Vision

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.13979v1
• Date: Wed, 22 May 2024 20:30:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-24 20:14:01.747919
• Title: Optimizing Curvature Learning for Robust Hyperbolic Deep Learning in Computer Vision
• Title（参考訳）: コンピュータビジョンにおけるロバストな双曲型深層学習のための曲率学習の最適化
• Authors: Ahmad Bdeir, Niels Landwehr,
• Abstract要約: 本稿では、一般的な学習アルゴリズムのための改良されたスキーマと、多様体の可変代表半径内への埋め込みを制約する新しい正規化手法を提案する。 提案手法は,より大規模な双曲モデルを実現するとともに,直接分類と階層的計量学習の両タスクにおいて一貫した性能向上を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3964154468907486
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hyperbolic deep learning has become a growing research direction in computer vision for the unique properties afforded by the alternate embedding space. The negative curvature and exponentially growing distance metric provide a natural framework for capturing hierarchical relationships between datapoints and allowing for finer separability between their embeddings. However, these methods are still computationally expensive and prone to instability, especially when attempting to learn the negative curvature that best suits the task and the data. Current Riemannian optimizers do not account for changes in the manifold which greatly harms performance and forces lower learning rates to minimize projection errors. Our paper focuses on curvature learning by introducing an improved schema for popular learning algorithms and providing a novel normalization approach to constrain embeddings within the variable representative radius of the manifold. Additionally, we introduce a novel formulation for Riemannian AdamW, and alternative hybrid encoder techniques and foundational formulations for current convolutional hyperbolic operations, greatly reducing the computational penalty of the hyperbolic embedding space. Our approach demonstrates consistent performance improvements across both direct classification and hierarchical metric learning tasks while allowing for larger hyperbolic models.
• Abstract（参考訳）: 双曲型深層学習は、コンピュータビジョンにおいて、代替埋め込み空間によって提供されるユニークな特性の研究の方向として成長している。 負の曲率と指数的に増加する距離メートル法は、データポイント間の階層的関係を捉え、埋め込み間のより細かい分離性を実現する自然な枠組みを提供する。 しかし、これらの手法は依然として計算に高価であり、特にタスクとデータに最も適した負の曲率を学習しようとすると不安定になる。 現在のリーマン最適化器は、性能を著しく損なう多様体の変化を考慮せず、より低い学習率で射影誤差を最小化させる。 本稿では、一般的な学習アルゴリズムのための改良されたスキーマを導入し、多様体の可変代表半径内に埋め込みを拘束する新しい正規化手法を提供することにより、曲率学習に焦点を当てる。 さらに、Riemannian AdamW の新たな定式化や、現在の畳み込み双曲演算に対する代替ハイブリッドエンコーダ手法や基礎的定式化を導入し、双曲埋め込み空間の計算ペナルティを大幅に減らした。 提案手法は,より大規模な双曲モデルを実現するとともに,直接分類と階層的計量学習の両タスクにおいて一貫した性能向上を示す。

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