論文の概要: Beyond Rigid Geometries: The Spline-Pullback Metric for Universal Diffeomorphic SPD Representation Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04406v1
- Date: Wed, 06 May 2026 01:55:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.599245
- Title: Beyond Rigid Geometries: The Spline-Pullback Metric for Universal Diffeomorphic SPD Representation Learning
- Title(参考訳): Rigid Geometriesを超えて:Universal Diffomorphic SPD表現学習のためのSpline-Pullback Metric
- Abstract要約: 本稿では,SPM(Spline-Pullback Metric)とCholesky-SPM(Cholesky-SPM)について紹介する。
階数不変量 B-スプライン を通じて大域微分同相をパラメータ化することにより、SPM は、厳密に$C1$微分同相を増大させるような密接な普遍近似器として機能する。
SPMは、Linear Probes、SPDNets、Deep Riemannian ResNetsを使用して、3つのデータセットにわたる最先端のパフォーマンスを実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.704566511657017
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The integration of Symmetric Positive Definite (SPD) matrices into deep learning has historically relied on fixed algebraic Riemannian metrics. Analogous to hand-crafted features in classical machine learning, these static formulations impose rigid geometries limiting network expressivity and adaptability. Recent attempts to parameterize these geometries often violate the axioms of primary matrix functions through unconstrained powers or rank-dependent scaling, inviting spatial folding, loss of global surjectivity, and gradient collapse at spectral singularities. In this paper, we introduce the Spline-Pullback Metric (SPM), instantiated as Spectral-SPM and Cholesky-SPM, marking a paradigm shift from static metric selection to universal geometric approximation. By parameterizing the global diffeomorphism via a rank-invariant, monotonically constrained B-spline, SPM acts as a dense universal approximator for strictly increasing $C^1$ diffeomorphisms and theoretically subsumes existing pullback metrics while enabling localized non-linear spectral modelling. Topologically, SPM provides a globally bijective pullback geometry precluding rank-swapping discontinuities and gradient instabilities. Empirically, SPM achieves a state-of-the-art performance across 3 datasets utilizing Linear Probes, SPDNets, and deep Riemannian ResNets.
- Abstract(参考訳): 対称性正定性行列(SPD)の深層学習への統合は歴史的に代数的リーマン計量に依存してきた。
古典的機械学習における手作りの特徴と類似して、これらの静的定式化は、ネットワーク表現性と適応性を制限する厳密なジオメトリを課す。
これらの測地線をパラメータ化しようとする最近の試みは、しばしば非拘束力や階数依存のスケーリングを通じて一次行列関数の公理に反し、空間的折り畳み、大域的全射率の喪失、スペクトル特異点における勾配崩壊を招いた。
本稿では,SPM(Spline-Pullback Metric)をSpectral-SPMとColesky-SPMにインスタンス化し,静的なメートル法選択から普遍的な幾何近似へのパラダイムシフトを示す。
階数不変で単調に制約されたB-スプラインを通じて大域微分同相をパラメタライズすることにより、SPMは$C^1$微分同相を厳密に増加させ、局所化された非線形スペクトルモデリングを可能にしながら理論上既存のプルバック指標を仮定する密度の普遍近似器として機能する。
トポロジカルに、SPMはランクスワッピングの不連続性と勾配不安定性に先立って、地球規模の全単射プルバック幾何学を提供する。
経験的に、SPMはLinear Probes、SPDNets、Deep Riemannian ResNetsを使用して、3つのデータセットにわたる最先端のパフォーマンスを達成する。
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