Despite their overwhelming capacity to overfit, deep neural networks trained by specific optimization algorithms tend to generalize well to unseen data. Recently, researchers explained it by investigating the implicit regularization effect of optimization algorithms. A remarkable progress is the work (Lyu&Li, 2019), which proves gradient descent (GD) maximizes the margin of homogeneous deep neural networks. Except GD, adaptive algorithms such as AdaGrad, RMSProp and Adam are popular owing to their rapid training process. However, theoretical guarantee for the generalization of adaptive optimization algorithms is still lacking. In this paper, we study the implicit regularization of adaptive optimization algorithms when they are optimizing the logistic loss on homogeneous deep neural networks. We prove that adaptive algorithms that adopt exponential moving average strategy in conditioner (such as Adam and RMSProp) can maximize the margin of the neural network, while AdaGrad that directly sums historical squared gradients in conditioner can not. It indicates superiority on generalization of exponential moving average strategy in the design of the conditioner. Technically, we provide a unified framework to analyze convergent direction of adaptive optimization algorithms by constructing novel adaptive gradient flow and surrogate margin. Our experiments can well support the theoretical findings on convergent direction of adaptive optimization algorithms.


翻译:尽管具有超能力,但经过特定优化算法培训的深层神经网络尽管具有巨大的超能力,却往往能够向隐蔽的数据推广。最近,研究人员通过调查优化算法的隐含正规化效应来解释这一点。一个显著的进步是工作(Lyu&Li, 2019),它证明梯度下降(GD)最大限度地扩大了同质深神经网络的边缘。除GD外,AdaGrad、RMSProp和Adam等适应性算法因其快速培训过程而广受欢迎。然而,适应性优化算法普遍化的理论保障仍然缺乏。在本文件中,当他们正在将同类深神经网络的后勤损失最大化时,我们研究了适应性优化算法的隐含的正规化。我们证明,在条件器(例如Adam和RMSProp)中采用指数移动平均战略的适应性下降幅度可以最大化神经网络的边缘值。而AdaGrad直接将历史的平方梯度梯度指数平均战略在条件设计中具有优势。在技术上,我们提供了一个统一的框架,通过建立新的适应性调整性升级的升级的轨迹模型的实验,来分析适应性调整的轨迹。

0
下载
关闭预览

相关内容

知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
111+阅读 · 2020年6月10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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
Jointly Improving Summarization and Sentiment Classification
黑龙江大学自然语言处理实验室
3+阅读 · 2018年6月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
推荐|Andrew Ng计算机视觉教程总结
全球人工智能
3+阅读 · 2017年11月23日
Highway Networks For Sentence Classification
哈工大SCIR
4+阅读 · 2017年9月30日
General Cyclical Training of Neural Networks
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月17日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
106+阅读 · 2019年12月19日
A General and Adaptive Robust Loss Function
Arxiv
8+阅读 · 2018年11月5日
VIP会员
最新内容
刚刚!Jev中文教程项目发布了
专知会员服务
0+阅读 · 10月4日
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
12+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
8+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
17+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
11+阅读 · 9月23日
相关VIP内容
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
Jointly Improving Summarization and Sentiment Classification
黑龙江大学自然语言处理实验室
3+阅读 · 2018年6月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
Simple Recurrent Unit For Sentence Classification
哈工大SCIR
6+阅读 · 2017年11月29日
推荐|Andrew Ng计算机视觉教程总结
全球人工智能
3+阅读 · 2017年11月23日
Highway Networks For Sentence Classification
哈工大SCIR
4+阅读 · 2017年9月30日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员