論文の概要: Spectral DPPs via NEPv: A Scalable Continuous Relaxation of Determinantal MAP for Diversity-Aware Data Selection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19411v1
- Date: Wed, 17 Jun 2026 15:40:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.453082
- Title: Spectral DPPs via NEPv: A Scalable Continuous Relaxation of Determinantal MAP for Diversity-Aware Data Selection
- Title(参考訳): NEPvによるスペクトルDPP: 多様性を考慮したデータ選択のための決定型MAPのスケーラブルな連続緩和
- Authors: Richard Yi Da Xu,
- Abstract要約: 大量の候補から小さな、多様性のある、高品質なサブセットを選択することは、現代の機械学習において、繰り返されるプリミティブである。
本稿では、緩和、解法、スケーリング分析に焦点をあて、完全な実データベンチマークを計画的な実証研究に残す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.555429729518591
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Selecting a small, diverse, high-quality subset from a massive pool of candidates is a recurring primitive in modern machine learning -- data curation and coreset selection for training and fine-tuning large models, active-learning batch acquisition, prompt and exemplar selection for in-context learning, retrieval diversification, and experimental design. Determinantal Point Processes (\DPP s) give a principled, well-calibrated notion of diversity for this task, but their \emph{MAP} objective -- pick a size-$k$ subset $S$ maximizing $\logdet(L_S)$ -- is NP-hard, and the standard greedy and sampling algorithms scale superlinearly in the ground-set size $n$. This cost is prohibitive precisely in the data-centric regime where diversity matters most, where $n$ ranges over millions to billions of candidate examples, features, or embeddings. We recast \DPP-MAP as a continuous optimization problem over the Stiefel manifold, and show that its first-order optimality conditions form a \emph{Nonlinear Eigenvalue Problem with eigenvector dependency} (\NEPv) of a previously unstudied form. This \NEPv\ admits a self-consistent field (\SCF) iteration with a spectral-gap-based local contraction guarantee, giving a principled iterative solver where the diversity objective drives an eigenvector-dependent operator. The resulting algorithm, \OurMethod, requires only matrix-vector products with the kernel and runs in time $O\!\big((ndk+nk^2)\,t\big)$ for a small number of iterations $t$, scaling near-linearly in $n$ and integrating directly with low-rank and feature-map kernels common in ML. This paper focuses on the relaxation, solver, and scaling analysis; full real-data benchmarking is left to a planned empirical study.
- Abstract(参考訳): 大量の候補から小さな、多種多様な高品質なサブセットを選択することは、現代の機械学習において、繰り返し発生するプリミティブである -- トレーニングと微調整のためのデータキュレーションとコアセットの選択、アクティブラーニングバッチ取得、コンテキスト内学習のためのプロンプトとエスペクティブの選択、検索の多様化、実験設計。
決定点過程 (Determinantal Point Processs, DPP s) は、このタスクの多様性の原理的、よく校正された概念を与えるが、それらの \emph{MAP} の目的 -- サイズ-$k$サブセットを選択し、$S$ maximizing $\logdet(L_S)$ -- はNPハードであり、標準グリーディとサンプリングアルゴリズムは、基底セットサイズ$n$で超直線的にスケールする。
このコストは、多様性が最も重要となるデータ中心の体制において、正確には禁じられている。
我々は、スティーフェル多様体上の連続最適化問題として \DPP-MAP を再検討し、その一階最適条件が、未研究形式の固有ベクトル依存性を持つ \emph{Nonlinear Eigenvalue problem} (\NEPv) を形成することを示す。
この \NEPv\ はスペクトルギャップに基づく局所収縮を保証する自己整合体 (\SCF) の反復を認め、多様性目的が固有ベクトル依存作用素を駆動する原理的反復解法を与える。
結果のアルゴリズムである‘OurMethod’は、カーネルを持つマトリックスベクター製品のみを必要とし、時間で$O\!
少数のイテレーションに対して$t$、$n$でほぼ直線的にスケーリングし、MLで一般的なローランクおよびフィーチャーマップカーネルと直接統合する。
本稿では、緩和、解法、スケーリング分析に焦点をあて、完全な実データベンチマークを計画的な実証研究に残す。
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