論文の概要: S-GAI: Spectral Geometry-Aware Initialization for Sigmoidal MLPs -- From Dataset Geometry to Network Weights
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28444v1
- Date: Fri, 26 Jun 2026 08:25:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.560392
- Title: S-GAI: Spectral Geometry-Aware Initialization for Sigmoidal MLPs -- From Dataset Geometry to Network Weights
- Title(参考訳): S-GAI:S-GAI-Sigmoidal MLPの初期化 - データセット幾何学からネットワークウェイトまで
- Abstract要約: S-GAI(S-GAI)は、一層型シグモダルのための分光幾何学的枠組みである。
各クラスに対して、SVDは平均、主方向、スペクトルスケールを提供する。
これらのクラス固有のゲートは、トレーニングセットから直接共有された隠蔽層を形成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Classical universal approximation theorems establish the expressive power of sigmoidal multilayer perceptrons, but they do not prescribe how initial weights should encode the geometry of a data distribution. We propose S-GAI, a spectral geometry-aware initialization framework for one-hidden-layer sigmoidal MLPs. Starting from the constructive idea that sigmoid units can act as smooth half-space gates, we move from hand-specified planar geometry to class-wise spectral geometry estimated from image data. For each class, SVD provides a mean, principal directions, and spectral scales. An energy threshold selects the retained directions, and each retained direction is represented by two sigmoid gates. These class-specific gates form a shared hidden layer initialized directly from the training set. We also formulate a SVD-based subspace classifier as a non-neural geometric reference, which tests whether the estimated spectral class geometry is already discriminative before being embedded into the MLP. Experiments on MNIST, Fashion-MNIST, and a more challenging CIFAR-10 test show that the S-GAI-initialized MLP starts from a substantially more informative hidden state than Xavier initialization and reaches comparable final accuracy under full training. When the hidden layer is frozen, training only the output layer still gives stronger performance than frozen random gates, providing evidence that S-GAI effectively embeds class-wise spectral geometry into the MLP.
- Abstract(参考訳): 古典的普遍近似定理はシグモノイド多層パーセプトロンの表現力を確立するが、初期重みがデータ分布の幾何学をエンコードする方法を定めていない。
本研究では,S-GAIを提案する。S-GAIは一層型シグモダルMLPのスペクトル幾何対応初期化フレームワークである。
シグモイド単位が滑らかな半空間ゲートとして機能するという構成的アイデアから始まり、手動で特定された平面幾何学から画像データから推定されるクラスワイドスペクトル幾何学へ移行する。
各クラスに対して、SVDは平均、主方向、スペクトルスケールを提供する。
エネルギー閾値は保持方向を選択し、各保持方向は2つのシグモノイドゲートで表される。
これらのクラス固有のゲートは、トレーニングセットから直接初期化された共有隠蔽層を形成する。
また、SVDに基づく部分空間分類器を非神経幾何学的基準として定式化し、推定されたスペクトルクラス幾何がMLPに埋め込まれる前に既に識別可能かどうかを検証した。
MNIST、Fashion-MNIST、およびより挑戦的なCIFAR-10の実験では、S-GAIで初期化されたMLPは、Xavierの初期化よりもかなり情報に富んだ隠れ状態から始まり、完全な訓練で最終的な精度に達することが示されている。
隠れた層が凍結されると、出力層のみのトレーニングは、凍結したランダムゲートよりも強い性能を与え、S-GAIがMDPにクラスワイドのスペクトル幾何学を効果的に埋め込む証拠となる。
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