論文の概要: Diffusion-DFL: Decision-focused Diffusion Models for Stochastic Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.11590v1
- Date: Mon, 13 Oct 2025 16:31:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 18:06:30.457335
- Title: Diffusion-DFL: Decision-focused Diffusion Models for Stochastic Optimization
- Title（参考訳）: 拡散-DFL:確率最適化のための決定中心拡散モデル
- Authors: Zihao Zhao, Christopher Yeh, Lingkai Kong, Kai Wang,
- Abstract要約: 決定中心学習(DFL)は、予測器を訓練することで予測モデリングと最適化を統合し、下流の意思決定目標を最適化する。
本稿では,不確かさパラメータの分布を表すために拡散モデルを訓練するDFL法を提案する。
我々の拡散DFLアプローチは、決定品質の強いベースラインを一貫して上回ることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.091370734240234
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Decision-focused learning (DFL) integrates predictive modeling and optimization by training predictors to optimize the downstream decision target rather than merely minimizing prediction error. To date, existing DFL methods typically rely on deterministic point predictions, which are often insufficient to capture the intrinsic stochasticity of real-world environments. To address this challenge, we propose the first diffusion-based DFL approach, which trains a diffusion model to represent the distribution of uncertain parameters and optimizes the decision by solving a stochastic optimization with samples drawn from the diffusion model. Our contributions are twofold. First, we formulate diffusion DFL using the reparameterization trick, enabling end-to-end training through diffusion. While effective, it is memory and compute-intensive due to the need to differentiate through the diffusion sampling process. Second, we propose a lightweight score function estimator that uses only several forward diffusion passes and avoids backpropagation through the sampling. This follows from our results that backpropagating through stochastic optimization can be approximated by a weighted score function formulation. We empirically show that our diffusion DFL approach consistently outperforms strong baselines in decision quality. The source code for all experiments is available at the project repository: https://github.com/GT-KOALA/Diffusion_DFL.
- Abstract（参考訳）: 決定中心学習(DFL)は、予測器を訓練することにより予測モデリングと最適化を統合し、単に予測誤差を最小限に抑えるのではなく、下流決定目標を最適化する。
現在まで、既存のDFL法は決定論的な点予測に依存しており、現実の環境の内在的確率性を捉えるには不十分であることが多い。
この課題に対処するため,拡散モデルを用いて不確かさパラメータの分布を表す拡散モデルを訓練し,拡散モデルから抽出したサンプルを用いて確率的最適化を解くことで決定を最適化するDFL手法を提案する。
私たちの貢献は2倍です。
まず、再パラメータ化手法を用いて拡散DFLを定式化し、拡散によるエンドツーエンドのトレーニングを可能にする。
有効ではあるが、拡散サンプリングプロセスを通じて差別化する必要があるため、メモリと計算集約性が高い。
第2に,数個の前方拡散パスしか使用せず,サンプリングによるバックプロパゲーションを回避する軽量スコア関数推定器を提案する。
この結果から,確率最適化によるバックプロパゲーションは重み付きスコア関数の定式化によって近似できることがわかった。
我々は,我々の拡散DFLアプローチが決定品質の強いベースラインを一貫して上回っていることを実証的に示す。
すべての実験のソースコードは、プロジェクトのリポジトリで入手できる。
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