論文の概要: Regularized Wasserstein Distance for Discrete Generative Modeling and Clustering Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.00653v1
- Date: Sat, 31 Oct 2026 05:30:18 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-11-03 19:21:03.98076
- Title: Regularized Wasserstein Distance for Discrete Generative Modeling and Clustering Analysis
- Title(参考訳): 離散生成モデルとクラスタリング解析のための正規化ワッサースタイン距離
- Abstract要約: クラスタリング解析を離散生成モデルとして定式化する。
このような離散的候補空間をモデル化するために、離散分布ネットワーク(DDN)を用いる。
トレーニングを安定させ,幾何整合性を促進するため,画像間のDDNのl2損失を正規化ワッサーシュタイン距離に置き換える。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.88366021082385
- License:
- Abstract: In this paper, we formulate clustering analysis as discrete generative modeling. Specifically, when the generator is restricted to a finite candidate space, the generated samples naturally emerge as the most representative prototypes of the underlying data distribution. To model such a discrete candidate space, we employ a Discrete Distribution Network (DDN). However, DDN suffers from unstable training due to its hard nearest-neighbor selection. To stabilize training and encourage geometric consistency, we replace DDN's l2 loss between images with regularized Wasserstein distance between the empirical distributions of real and generated images. The resulting framework, termed Discrete Generative Clustering (DGC), offers four notable advantages: 1) the learned cluster centers are directly interpretable, as they are realistic synthetic samples; 2) the inference cost scales logarithmically with the number of clusters, i.e., O(log K), making the method scalable to extremely large K; 3) the regularized Wasserstein distance provides a smooth and well-behaved optimization objective that facilitates stable convergence, whereas DDN's l2 loss tends to converge to poor local optima; and 4) DGC replaces DDN's nearest-neighbor selection with random-neighbor selection, which avoids the density shift problem during multi-step forward. Extensive experiments on several benchmarks demonstrate the effectiveness and desirable properties of DGC. The code is publicly available at GitHub.
- Abstract(参考訳): 本稿では,クラスタリング解析を離散生成モデルとして定式化する。
具体的には、生成元が有限候補空間に制限されると、生成されたサンプルは、基盤となるデータ分布の最も代表的なプロトタイプとして自然に現れる。
このような離散的な候補空間をモデル化するために、離散分布ネットワーク(DDN)を用いる。
しかし、DDNは近くの選択が難しいため、不安定な訓練に苦しむ。
トレーニングを安定させ,幾何整合性を促進するため,実画像と生成画像の経験的分布間の正規化ワッサーシュタイン距離にDDNのl2損失を置き換える。
結果として生まれたフレームワークは、DGC(Disdisrete Generative Clustering)と呼ばれ、以下の4つの大きな利点がある。
1)学習したクラスタセンターは,現実的な合成サンプルであるため,直接解釈可能である。
2) 推論コストはクラスタ数,すなわちO(log K)と対数的にスケールし,メソッドを極めて大きなKにスケーラブルにする。
3) 正規化ワッサーシュタイン距離は、安定収束を促進する滑らかで良好な最適化目標を与える一方、DDNのl2損失は局所最適値に収束する傾向にある。
4) DGCはDDNの最も近い隣の選別をランダム隣の選別に置き換える。
いくつかのベンチマークでの大規模な実験は、DGCの有効性と望ましい性質を示している。
コードはGitHubで公開されている。
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