The Nesterov accelerated gradient (NAG) method is an important extrapolation-based numerical algorithm that accelerates the convergence of the gradient descent method in convex optimization. When dealing with an objective function that is $\mu$-strongly convex, selecting extrapolation coefficients dependent on $\mu$ enables global R-linear convergence. In cases where $\mu$ is unknown, a commonly adopted approach is to set the extrapolation coefficient using the original NAG method. This choice allows for achieving the optimal iteration complexity among first-order methods for general convex problems. However, it remains unknown whether the NAG method with an unknown strongly convex parameter exhibits global R-linear convergence for strongly convex problems. In this work, we answer this question positively by establishing the Q-linear convergence of certain constructed Lyapunov sequences. Furthermore, we extend our result to the global R-linear convergence of the accelerated proximal gradient method, which is employed for solving strongly convex composite optimization problems. Interestingly, these results contradict the findings of the continuous counterpart of the NAG method in [Su, Boyd, and Cand\'es, J. Mach. Learn. Res., 2016, 17(153), 1-43], where the convergence rate by the suggested ordinary differential equation cannot exceed the $O(1/{\tt poly}(k))$ for strongly convex functions.


翻译:Nesterov加速梯度(NAG)方法是一种重要的基于外推的数值算法,可加速凸优化中梯度下降法的收敛速度。当目标函数为$\mu$-强凸时,选取依赖于$\mu$的外推系数可实现全局R-线性收敛。在$\mu$未知的情况下,常用做法是采用原始NAG方法设定外推系数,这一选择使得一般凸问题中一阶方法的迭代复杂度达到最优。然而,对于强凸问题,未知强凸参数条件下的NAG方法是否具有全局R-线性收敛性仍属未知。本文通过建立特定Lyapunov序列的Q-线性收敛性,对此问题给出了肯定回答。进一步地,我们将结果推广至用于求解强凸复合优化问题的加速近端梯度法的全局R-线性收敛性。有趣的是,这些结论与[Su, Boyd, and Candès, J. Mach. Learn. Res., 2016, 17(153), 1-43]中NAG方法连续时间对应体的研究结果相矛盾——该文献通过建议的常微分方程所获得的收敛速率在强凸函数情形下无法超越$O(1/{\tt poly}(k))$。

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
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
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
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
2+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
5+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员