We propose SING (StabIlized and Normalized Gradient), a plug-and-play technique that improves the stability and generalization of the Adam(W) optimizer. SING is straightforward to implement and has minimal computational overhead, requiring only a layer-wise standardization of the gradients fed to Adam(W) without introducing additional hyper-parameters. We support the effectiveness and practicality of the proposed approach by showing improved results on a wide range of architectures, problems (such as image classification, depth estimation, and natural language processing), and in combination with other optimizers. We provide a theoretical analysis of the convergence of the method, and we show that by virtue of the standardization, SING can escape local minima narrower than a threshold that is inversely proportional to the network's depth.


翻译:我们提出SING(稳定化与归一化梯度),一种即插即用技术,可提升Adam(W)优化器的稳定性与泛化性能。SING实现简单且计算开销极小,仅需对输入Adam(W)的梯度进行逐层标准化处理,无需引入额外超参数。通过多种架构、问题场景(如图像分类、深度估计与自然语言处理)以及与其他优化器组合的改进结果,我们验证了该方法的有效性与实用性。我们提供了该方法收敛性的理论分析,并证明通过标准化机制,SING能够逃离窄于某一阈值的局部最小值,该阈值与网络深度成反比。

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