論文の概要: Self-Supervised Learning for Sparse Matrix Reordering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.17403v1
- Date: Sun, 17 May 2026 11:54:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-19 17:57:47.996348
- Title: Self-Supervised Learning for Sparse Matrix Reordering
- Title(参考訳): スパース行列再構成のための自己教師付き学習
- Authors: Ziwei Li, Tao Yuan, Fangfang Liu, Shuzi Niu, Huiyuan Li, Wenjia Wu,
- Abstract要約: 適切な順序付けによるスパース行列の行や列の再配置は、補充を著しく減少させる。
グラフ理論および深層学習法を含む既存のアプローチは、理論的な保証のない代理目的に依存している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.432320020523894
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Rearranging the rows or columns of a sparse matrix using an appropriate ordering can significantly reduce fill-ins, i.e., new nonzeros introduced during matrix factorization, decreasing memory usage and runtime. However, finding an ordering that minimizes fill-ins is NP-complete. Existing approaches, including graph-theoretic and deep learning methods, rely on surrogate objectives without theoretical guarantees. The Fill-Path Theorem reveals a direct and intrinsic relationship between fill-in generation and the sparse structure of the matrix as path triplet inequalities. Here we first employ a multigrid graph network to capture structural information for each vertex. We then derive a triplet sampling strategy based on inequalities. Finally, we introduce an end-max chain loss function to reduce the number of triplets whose predicted scores satisfy these inequalities. Experimental evaluations on the publicly available SuiteSparse matrix collection demonstrate the superiority of the proposed method in terms of both fill-in reduction and speedup in LU factorization time.
- Abstract(参考訳): 適切な順序付けを用いてスパース行列の行や列を並べ替えることにより、行列分解時に導入された新しい非ゼロが大幅に削減され、メモリ使用量や実行時間が減少する。
しかし、フィインを最小化する順序を見つけることはNP完全である。
グラフ理論および深層学習法を含む既存のアプローチは、理論的な保証のない代理目的に依存している。
フィル・パス定理は、フィイン生成と行列のスパース構造の間の直接的・内在的関係をパス三重項不等式として明らかにする。
ここではまず、頂点ごとに構造情報をキャプチャするマルチグリッドグラフネットワークを用いる。
そして、不等式に基づくトリプルトサンプリング戦略を導出する。
最後に、予測値がこれらの不等式を満たす三重項数を削減するために、エンドマックスチェーン損失関数を導入する。
一般に利用可能な SuiteSparse行列の収集実験により,LU分解時間における補充低減と高速化の両面から,提案手法の優位性を実証した。
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