Variational Autoencoders (VAE) are popular generative models used to sample from complex data distributions. Despite their empirical success in various machine learning tasks, significant gaps remain in understanding their theoretical properties, particularly regarding convergence guarantees. This paper aims to bridge that gap by providing non-asymptotic convergence guarantees for VAE trained using both Stochastic Gradient Descent and Adam algorithms.We derive a convergence rate of $\mathcal{O}(\log n / \sqrt{n})$, where $n$ is the number of iterations of the optimization algorithm, with explicit dependencies on the batch size, the number of variational samples, and other key hyperparameters. Our theoretical analysis applies to both Linear VAE and Deep Gaussian VAE, as well as several VAE variants, including $\beta$-VAE and IWAE. Additionally, we empirically illustrate the impact of hyperparameters on convergence, offering new insights into the theoretical understanding of VAE training.


翻译:变分自编码器(VAE)是一种广泛使用的生成模型,用于从复杂数据分布中采样。尽管其在各种机器学习任务中取得了经验上的成功,但对其理论性质,特别是收敛性保证的理解仍存在显著差距。本文旨在通过为使用随机梯度下降和Adam算法训练的VAE提供非渐近收敛性保证来弥合这一差距。我们推导出$\mathcal{O}(\log n / \sqrt{n})$的收敛速率,其中$n$为优化算法的迭代次数,并明确依赖于批量大小、变分样本数量及其他关键超参数。我们的理论分析适用于线性VAE和深度高斯VAE,以及包括$\beta$-VAE和IWAE在内的多种VAE变体。此外,我们通过实验说明了超参数对收敛的影响,为VAE训练的理论理解提供了新的见解。

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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
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
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
Arxiv
12+阅读 · 2024年4月16日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
VIP会员
相关资讯
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
相关论文
Arxiv
12+阅读 · 2024年4月16日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员