When a deep ReLU network is initialized with small weights, gradient descent (GD) is at first dominated by the saddle at the origin in parameter space. We study the so-called escape directions along which GD leaves the origin, which play a similar role as the eigenvectors of the Hessian for strict saddles. We show that the optimal escape direction features a low-rank bias in its deeper layers: the first singular value of the $\ell$-th layer weight matrix is at least $\ell^{\frac{1}{4}}$ larger than any other singular value. We also prove a number of related results about these escape directions. We suggest that deep ReLU networks exhibit saddle-to-saddle dynamics, with GD visiting a sequence of saddles with increasing bottleneck rank (Jacot, 2023).


翻译:当深度ReLU网络以小权重初始化时,梯度下降(GD)在参数空间中最初受原点鞍点支配。我们研究了GD离开原点时所遵循的所谓逃逸方向,这些方向类似于严格鞍点处Hessian矩阵的特征向量。研究表明,最优逃逸方向在深层网络中具有低秩偏好:第$\ell$层权重矩阵的第一个奇异值至少比其他奇异值大$\ell^{\frac{1}{4}}$倍。我们还证明了关于这些逃逸方向的一些相关结果。我们提出,深度ReLU网络表现出鞍点至鞍点动力学,即GD会依次访问一系列瓶颈秩递增的鞍点(Jacot, 2023)。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学中,鞍点或极大极小点是函数图形表面上的一点,其正交方向上的斜率(导数)都为零,但它不是函数的局部极值。鞍点是在某一轴向(峰值之间)有一个相对最小的临界点,在交叉轴上有一个相对最大的临界点。
【ICLR2025】大型语言模型的动态低秩稀疏适应
专知会员服务
14+阅读 · 2025年2月21日
专知会员服务
20+阅读 · 2021年5月30日
【Nature论文】深度网络中的梯度下降复杂度控制
专知会员服务
41+阅读 · 2020年3月9日
一文读懂线性回归、岭回归和Lasso回归
CSDN
34+阅读 · 2019年10月13日
神经网络中的权重初始化一览:从基础到Kaiming
大数据文摘
12+阅读 · 2019年4月18日
从泰勒展开来看梯度下降算法
深度学习每日摘要
13+阅读 · 2019年4月9日
手把手教你构建ResNet残差网络
专知
38+阅读 · 2018年4月27日
【深度学习基础】4. Recurrent Neural Networks
微信AI
16+阅读 · 2017年7月19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
0+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
相关VIP内容
相关资讯
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
0+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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