Classical ReLU-based Input Convex Neural Networks (ICNNs) are equivalent to the optimal value functions of Linear Programming (LP). This intrinsic structural equivalence restricts their representational capacity to piecewise-linear polyhedral functions. To overcome this representational bottleneck, we propose the SOC-ICNN, an architecture that generalizes the underlying optimization class from LP to Second-Order Cone Programming (SOCP). By explicitly injecting positive semi-definite curvature and Euclidean norm-based conic primitives, our formulation introduces native smooth curvature into the representation while preserving a rigorous optimization-theoretic interpretation. We formally prove that SOC-ICNNs strictly expand the representational space of ReLU-ICNNs without increasing the asymptotic order of forward-pass complexity. Extensive experiments demonstrate that SOC-ICNN substantially improves function approximation, while delivering competitive downstream decision quality. The code is available at https://github.com/Kanyooo/SOC-ICNN.


翻译:摘要:基于经典ReLU的输入凸神经网络(ICNN)等价于线性规划(LP)的最优值函数。这种内在的结构等价性将其表示能力限制为分段线性多面体函数。为克服这一表示瓶颈,我们提出SOC-ICNN架构,该架构将底层优化类别从LP推广至二阶锥规划(SOCP)。通过显式注入半正定曲率与基于欧几里得范数的锥原语,我们的公式在保持严格优化理论解释的同时,为表示引入了固有的平滑曲率。我们严格证明了SOC-ICNN在不增加前向计算渐近复杂度阶数的前提下,严格扩展了ReLU-ICNN的表示空间。大量实验表明,SOC-ICNN显著提升了函数逼近性能,并提供了具有竞争力的下游决策质量。代码见https://github.com/Kanyooo/SOC-ICNN。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
42+阅读 · 2021年4月2日
系列教程GNN-algorithms之七:《图同构网络—GIN》
专知会员服务
48+阅读 · 2020年8月9日
掌握图神经网络GNN基本,看这篇文章就够了
新智元
164+阅读 · 2019年2月14日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
12+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
专知会员服务
42+阅读 · 2021年4月2日
系列教程GNN-algorithms之七:《图同构网络—GIN》
专知会员服务
48+阅读 · 2020年8月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员