論文の概要: Difference-of-Convex Regularization for Graph Learning by Differentiable Programming
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.12757v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 03:10:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.375517
- Title: Difference-of-Convex Regularization for Graph Learning by Differentiable Programming
- Title(参考訳): 微分プログラミングによるグラフ学習のための凸の差分正規化
- Abstract要約: 直接反転なしでラプラシアン擬似逆のスペクトル作用を近似する差分凸正規化器(DCR)グラフ学習フレームワークを提案する。
Laplacian-Regularized Non negative Least Squares (LR-NNLS) を二重表現で再構成することにより、DCRはインスタンス固有の推論から擬似逆学習を分離する。
DCRアルゴリズムの安定性と一意な固定点の存在を理論的に保証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.9651461643699661
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Laplacian-regularized minimization is fundamental in signal processing and machine learning, but is limited by the dense and ill-conditioned nature of the graph Laplacian pseudoinverse. While the Laplacian itself is sparse, its pseudoinverse is dense and often ill-conditioned, rendering direct computation impractical at scale. Moreover, pseudoinverse learning is more challenging than Laplacian learning. To address this challenge, this paper considers the setting where the graph Laplacian is given and proposes a Difference-of-Convex Regularizer (DCR) graph learning framework that approximates the spectral action of the Laplacian pseudoinverse without direct inversion via regularized Maximum Likelihood Estimation (MLE). By reformulating Laplacian-Regularized Nonnegative Least Squares (LR-NNLS) through a dual representation, DCR decouples pseudoinverse learning from instance-specific inference and enables efficient primal solution reconstruction via a differentiable dual-guided learning scheme. We establish theoretical guarantees on stability and the existence of a unique fixed point for DCR algorithm. Numerical experiments demonstrate improved performance over convex solvers and graph filtering baselines and robust performance across diverse graph topologies.
- Abstract(参考訳): ラプラシアン正規化最小化は、信号処理と機械学習において基本的なものであるが、グラフラプラシアン擬似逆数の密度と不条件の性質によって制限されている。
ラプラシアン自身はスパースであるが、その擬似逆数は密度が高く、しばしば条件が不完全であり、直接計算は大規模に非現実的である。
さらに、擬似逆学習はラプラシア語学習よりも難しい。
この課題に対処するために、グラフラプラシアンが与えられる設定を考察し、正則化された最大類似度推定(MLE)を介して直接反転することなく、ラプラシアン擬似逆のスペクトル作用を近似する差分凸正規化器(DCR)グラフ学習フレームワークを提案する。
二重表現によるラプラシア正規化非負極方形(LR-NNLS)の再構成により、DCRは、インスタンス固有推論から擬似逆学習を分離し、微分可能な二重誘導学習方式による効率的な原始解再構成を可能にする。
DCRアルゴリズムの安定性と一意な固定点の存在を理論的に保証する。
数値実験により,凸解法の性能向上,グラフフィルタリングの基線化,グラフトポロジ間の堅牢性向上が示された。
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