We analyze in a closed form the learning dynamics of stochastic gradient descent (SGD) for a single-layer neural network classifying a high-dimensional Gaussian mixture where each cluster is assigned one of two labels. This problem provides a prototype of a non-convex loss landscape with interpolating regimes and a large generalization gap. We define a particular stochastic process for which SGD can be extended to a continuous-time limit that we call stochastic gradient flow. In the full-batch limit, we recover the standard gradient flow. We apply dynamical mean-field theory from statistical physics to track the dynamics of the algorithm in the high-dimensional limit via a self-consistent stochastic process. We explore the performance of the algorithm as a function of the control parameters shedding light on how it navigates the loss landscape.


翻译:我们以封闭的形式分析单层神经网络的随机梯度梯度下降(SGD)的学习动态,对高斯混合物进行高度分类,其中每个组群被分配到两个标签中的一个。这个问题提供了非隐形损失场景的原型,带有内插制度和大泛化差距。我们定义了一种特定的随机进程,在这个过程中,SGD可以扩展到一个我们称之为随机梯度梯度流的连续时间限制。在全尺寸限制中,我们恢复了标准梯度流。我们从统计物理学中应用动态平均场理论,通过一个自我一致的随机过程来跟踪高维限度的算法动态。我们探索算法的性能,作为显示它如何导航损失地貌的控制参数的功能。

0
下载
关闭预览

相关内容

剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
54+阅读 · 2021年1月20日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
112+阅读 · 2020年5月15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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月12日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月7日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员