The covariance matrix adaptation evolution strategy (CMA-ES) is one of the most successful methods for solving continuous black-box optimization problems. A practically useful aspect of the CMA-ES is that it can be used without hyperparameter tuning. However, the hyperparameter settings still have a considerable impact on performance, especially for difficult tasks, such as solving multimodal or noisy problems. This study comprehensively explores the impact of learning rate on the CMA-ES performance and demonstrates the necessity of a small learning rate by considering ordinary differential equations. Thereafter, it discusses the setting of an ideal learning rate. Based on these discussions, we develop a novel learning rate adaptation mechanism for the CMA-ES that maintains a constant signal-to-noise ratio. Additionally, we investigate the behavior of the CMA-ES with the proposed learning rate adaptation mechanism through numerical experiments, and compare the results with those obtained for the CMA-ES with a fixed learning rate and with population size adaptation. The results show that the CMA-ES with the proposed learning rate adaptation works well for multimodal and/or noisy problems without extremely expensive learning rate tuning.


翻译:协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)是解决连续黑盒优化问题最成功的方法之一。CMA-ES的一个实用优势在于其无需超参数调优即可使用。然而,超参数设置仍对性能有显著影响,尤其是在处理困难任务时,例如解决多模态或含噪声问题。本研究全面探讨了学习率对CMA-ES性能的影响,并通过考虑常微分方程论证了采用较小学习率的必要性。随后,本文讨论了理想学习率的设置方式。基于这些讨论,我们为CMA-ES开发了一种新颖的学习率自适应机制,该机制能保持恒定的信噪比。此外,我们通过数值实验研究了采用所提学习率自适应机制的CMA-ES的行为,并将其结果与固定学习率的CMA-ES及采用种群规模自适应的CMA-ES的结果进行了比较。结果表明,采用所提学习率自适应的CMA-ES在多模态和/或含噪声问题上表现良好,且无需极其耗时的学习率调优过程。

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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
2+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月6日
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月1日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
2+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
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