論文の概要: Matrix AdaGrad: Row-wise and Column-wise Adaptive Subgradient Methods
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21815v2
- Date: Fri, 25 Sep 2026 14:51:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 18:27:51.017742
- Title: Matrix AdaGrad: Row-wise and Column-wise Adaptive Subgradient Methods
- Title(参考訳): Matrix AdaGrad:Row-wise and Column-wise Adaptive Subgradient Methods
- Abstract要約: 行列値パラメータに対する適応的近位関数を持つオンラインミラーDescentフレームワークを開発した。
行ワイドおよび列ワイド行列近位関数を導入することにより、我々のフレームワークは適応的スケーリングを管理するトレードオフを明確に明らかにする。
このフレームワークは、具体的なインスタンス化としてRow-wise Matrix AdaGradとColumn-wise Matrix AdaGradを生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 37.03712517280161
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Adaptive optimization methods such as AdaGrad and Adam are widely used in modern deep neural network training, but their adaptive scaling is primarily designed for vector-valued parameters and does not explicitly exploit matrix structure. Recent matrix-aware optimizers demonstrate the benefits of structured optimization, yet a general theoretical framework for deriving matrix-aware adaptivity comparable to that of AdaGrad remains lacking. In this work, we develop an Online Mirror Descent framework with adaptive proximal functions for matrix-valued parameters, providing a principled methodology for deriving matrix-aware adaptive optimization through online regret minimization. By introducing row-wise and column-wise matrix proximal functions, our framework explicitly reveals the trade-off governing adaptive scaling: increasing the scaling factors reduces the gradient-dependent dual norm term while increasing the cost of evolving the proximal geometry. In the row-wise setting, this trade-off becomes separable under diagonal parameterization, allowing the adaptive scaling for each row to be derived independently by minimizing its corresponding row-wise regret bound. The column-wise counterpart follows directly by applying the row-wise construction to the transposed matrix. This framework yields Row-wise Matrix AdaGrad and Column-wise Matrix AdaGrad as concrete instantiations, with regret guarantees that are strictly tighter than those of entry-wise AdaGrad under row-sparse or column-sparse gradient structures. Experiments on matrix factorization and stacked deep MLP training further demonstrate the benefits of matrix-aware adaptive scaling, yielding improved optimization performance in both settings and enhanced optimization stability and trainability at larger learning rates and greater network depths in the latter.
- Abstract(参考訳): AdaGradやAdamのような適応最適化手法は、現代のディープニューラルネットワークトレーニングで広く使われているが、適応スケーリングは主にベクトル値パラメータ用に設計されており、行列構造を明示的に利用していない。
最近の行列認識最適化は、構造化最適化の利点を示しているが、AdaGradに匹敵する行列認識適応性を導出するための一般的な理論的枠組みは、いまだに欠落している。
本研究では,行列値パラメータに適応的近位関数を付加したオンラインミラー Descent フレームワークを開発し,オンライン後悔最小化による行列認識適応最適化を導出する原理的手法を提供する。
拡張係数を増大させることで、勾配依存の双対ノルム項が減少し、近位幾何の進化コストが増大する。
行ワイズ設定では、このトレードオフは対角パラメータ化の下で分離可能となり、対応する行ワイズ後悔境界を最小化することにより、各行の適応スケーリングを独立に導出することができる。
カラムワイズ対向は、転置行列に行ワイズ構成を適用することによって直接従う。
この枠組みはRow-wise Matrix AdaGrad および Column-wise Matrix AdaGrad を具体的なインスタンス化として生成し、行スパースあるいは列スパース勾配構造の下でのエントリワイド AdaGrad よりも厳密な後悔の保証を与える。
行列分解と深層MLP学習の実験により、行列対応適応スケーリングの利点がさらに証明され、両方の設定における最適化性能が向上し、より大きな学習率での最適化安定性とトレーニング性が向上し、後者ではネットワーク深度が向上した。
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