We propose a Regularized Adaptive Momentum Dual Averaging (RAMDA) algorithm for training structured neural networks. Similar to existing regularized adaptive methods, the subproblem for computing the update direction of RAMDA involves a nonsmooth regularizer and a diagonal preconditioner, and therefore does not possess a closed-form solution in general. We thus also carefully devise an implementable inexactness condition that retains convergence guarantees similar to the exact versions, and propose a companion efficient solver for the subproblems of both RAMDA and existing methods to make them practically feasible. We leverage the theory of manifold identification in variational analysis to show that, even in the presence of such inexactness, the iterates of RAMDA attain the ideal structure induced by the regularizer at the stationary point of asymptotic convergence. This structure is locally optimal near the point of convergence, so RAMDA is guaranteed to obtain the best structure possible among all methods converging to the same point, making it the first regularized adaptive method outputting models that possess outstanding predictive performance while being (locally) optimally structured. Extensive numerical experiments in large-scale modern computer vision, language modeling, and speech tasks show that the proposed RAMDA is efficient and consistently outperforms state of the art for training structured neural network. Implementation of our algorithm is available at http://www.github.com/ismoptgroup/RAMDA/.


翻译:我们提出了一种正则化自适应动量对偶平均(RAMDA)算法,用于训练结构化神经网络。与现有正则化自适应方法类似,RAMDA在计算更新方向时的子问题涉及非光滑正则化项和对角预处理器,因此通常不存在闭式解。为此,我们精心设计了一个可实现的非精确性条件,该条件在保留与精确版本相当的收敛保证的同时,提出了一种适用于RAMDA及现有方法子问题的配套高效求解器,使其在实践中可行。我们利用变分分析中的流形识别理论证明,即使存在这种非精确性,RAMDA的迭代仍能渐近收敛到由正则化器在稳定点诱导的理想结构。该结构在收敛点附近局部最优,因此RAMDA可保证在收敛到同一点的所有方法中获得最佳可能结构,成为首个输出兼具卓越预测性能与(局部)最优结构模型的现有正则化自适应方法。在大规模现代计算机视觉、语言建模和语音任务上的广泛数值实验表明,所提出的RAMDA算法高效且持续优于当前最先进的结构化神经网络训练方法。算法实现见 http://www.github.com/ismoptgroup/RAMDA/。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
最新内容
探秘Palantir:驱动美情报的科技巨头
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:14
《美国海军军事海运司令部 2026年手册》
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:05
《人工智能使能系统可靠性框架》
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:28
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
14+阅读 · 4月26日
《强化学习数学基础》
专知会员服务
11+阅读 · 4月26日
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员