Due to their importance in various emerging applications, efficient algorithms for solving minimax problems have recently received increasing attention. However, many existing algorithms require prior knowledge of the problem parameters in order to achieve optimal iteration complexity. In this paper, three completely parameter-free single-loop algorithms, namely PF-AGP-NSC algorithm, PF-AGP-NC algorithm and PF-AGP-NL algorithm, are proposed to solve the smooth nonconvex-strongly concave, nonconvex-concave minimax problems and nonconvex-linear minimax problems respectively using line search without requiring any prior knowledge about parameters such as the Lipschtiz constant $L$ or the strongly concave modulus $\mu$. Furthermore, we prove that the total number of gradient calls required to obtain an $\varepsilon$-stationary point for the PF-AGP-NSC algorithm, the PF-AGP-NC algorithm, and the PF-AGP-NL algorithm are upper bounded by $\mathcal{O}\left( L^2\kappa^3\varepsilon^{-2} \right)$, $\mathcal{O}\left( \log^2(L)L^4\varepsilon^{-4} \right)$, and $\mathcal{O}\left( L^3\varepsilon^{-3} \right)$, respectively, where $\kappa$ is the condition number. To the best of our knowledge, PF-AGP-NC and PF-AGP-NL are the first completely parameter-free algorithms for solving nonconvex-concave and nonconvex-linear minimax problems, respectively. PF-AGP-NSC is a completely parameter-free algorithm for solving nonconvex-strongly concave minimax problems, achieving the best known complexity with respect to $\varepsilon$. Numerical results demonstrate the efficiency of the three proposed algorithms.


翻译:由于极小极大问题在各种新兴应用中的重要性,求解极小极大问题的高效算法近来受到越来越多的关注。然而,许多现有算法需要预先知道问题参数才能达到最优迭代复杂度。本文提出了三种完全无需参数的单循环算法,即PF-AGP-NSC算法、PF-AGP-NC算法和PF-AGP-NL算法,分别用于求解光滑非凸-强凹、非凸-凹极小极大问题以及非凸-线性极小极大问题。这些算法采用线搜索技术,无需任何关于Lipschitz常数$L$或强凹模量$\mu$等参数的先验知识。此外,我们证明了PF-AGP-NSC算法、PF-AGP-NC算法和PF-AGP-NL算法获得$\varepsilon$-稳定点所需的总梯度调用次数上界分别为$\mathcal{O}\left( L^2\kappa^3\varepsilon^{-2} \right)$、$\mathcal{O}\left( \log^2(L)L^4\varepsilon^{-4} \right)$和$\mathcal{O}\left( L^3\varepsilon^{-3} \right)$,其中$\kappa$为条件数。据我们所知,PF-AGP-NC和PF-AGP-NL分别是首个完全无需参数求解非凸-凹和非凸-线性极小极大问题的算法。PF-AGP-NSC是首个完全无需参数求解非凸-强凹极小极大问题的算法,其在$\varepsilon$维度上达到了已知最优复杂度。数值实验结果验证了所提三种算法的有效性。

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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
1+阅读 · 2016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
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
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
Multi-Domain Multi-Task Rehearsal for Lifelong Learning
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月14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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
1+阅读 · 2016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
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
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