論文の概要: From Perturbation Correction to Geometry-Aware Sampling: Sharpness-Guided Equilibrium Sampling for Balanced Flat Minima in Long-Tailed Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.21999v1
- Date: Fri, 24 Jul 2026 05:56:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-27 20:58:57.055394
- Title: From Perturbation Correction to Geometry-Aware Sampling: Sharpness-Guided Equilibrium Sampling for Balanced Flat Minima in Long-Tailed Learning
- Title(参考訳): 摂動補正から幾何学的サンプリングへ:長期学習における平衡平板最小化のためのシャープネス誘導平衡サンプリング
- Abstract要約: 本稿では,サンプリング分布を最適化のためのアクティブ制御変数として扱うシャープネスガイドサンプリング(SGS)を提案する。
不均衡比が100であるCIFAR-100では、SGS-SAMはFocal-SAMを尾精度で10.85ポイント、総合で3.56ポイント改善している。
ImageNet-LTでは、尾クラスのImbSAMを6.59ポイント、全体的な1.20ポイント改善している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.33659299625996
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Long-tailed learning couples two sources of poor generalization: head classes dominate training exposure, while under-represented classes often converge to sharper regions of the loss landscape. Conventional re-sampling addresses the former without considering geometry, whereas existing long-tailed sharpness-aware minimization (SAM) methods modify losses or perturbations only after biased mini-batches have been drawn. We introduce Sharpness-Guided Equilibrium Sampling (SGS), which treats the sampling distribution as an active control variable for optimization geometry. SGS dynamically adjusts subsequent mini-batches by increasing the sampling probability of less frequently sampled classes while suppressing classes with large SAM-induced loss changes, using only cumulative class counts and EMA sharpness estimates obtained from the standard SAM update, without class-wise perturbations or additional backward passes. We characterize this sampling process through a continuous-time stochastic differential equation and a sampling-dependent PAC-Bayes analysis, explaining how frequency-sharpness feedback can move training toward a more balanced flatness profile. On CIFAR-100 LT with an imbalance ratio of 100, SGS-SAM improves Focal-SAM by 10.85 points in tail accuracy and 3.56 points overall. On ImageNet-LT, it improves ImbSAM by 6.59 points on tail classes and 1.20 points overall. Its training time is only $1.02\times$ that of vanilla SAM. Beyond these gains, SGS establishes a sampling-side route to loss-landscape control, suggesting that future long-tailed methods can jointly regulate data exposure and optimization geometry rather than treating either as fixed.
- Abstract(参考訳): ヘッドクラスがトレーニングの露出を支配しているのに対して、あまり表現されていないクラスは、損失ランドスケープのよりシャープな領域に収束することが多い。
従来の再サンプリングは幾何学を考慮せずに前者に対応するが、既存の長尾の鋭さを意識した最小化法(SAM)は、バイアスされたミニバッチが描かれた後のみ、損失や摂動を変化させる。
本稿では,サンプリング分布を最適化のためのアクティブ制御変数として扱うシャープネス誘導平衡サンプリング(SGS)を提案する。
SGSは、標準SAM更新から得られた累積クラス数とEMAシャープネス推定のみを用いて、SAMによる損失変化の大きいクラスを抑えつつ、サンプリング頻度の低いクラスをサンプリングする確率を増大させることにより、後続のミニバッチを動的に調整する。
我々は、このサンプリング過程を、連続時間確率微分方程式とサンプリング依存のPAC-Bayes分析により特徴づけ、周波数シャープ性フィードバックが、よりバランスの取れた平坦性プロファイルへトレーニングをどのように移動させるかを説明する。
不均衡比100のCIFAR-100 LTでは、SGS-SAMはフォカルSAMを尾精度で10.85ポイント、全体として3.56ポイント改善している。
ImageNet-LTでは、尾クラスのImbSAMを6.59ポイント、全体的な1.20ポイント改善している。
訓練時間はバニラSAMの1.02\times$1.02である。
これらの利得の他に、SGSはロスランドスケープ制御へのサンプリング側ルートを確立し、将来のロングテール手法は、固定された方法で扱うのではなく、データの露出と最適化の最適化を共同で調整できることを示唆している。
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