Overparameterized ML models, including neural networks, typically induce underdetermined training objectives with multiple global minima. The implicit bias refers to the limiting global minimum that is attained by a common optimization algorithm, such as gradient descent (GD). In this paper, we characterize the implicit bias of GD for training a shallow ReLU model with the squared loss on high-dimensional random features. Prior work (Vardi and Shamir, 2021) showed that the implicit bias does not exist in the worst-case, or corresponds exactly to the minimum-$\ell_2$-norm interpolating solution under exactly orthogonal data (Boursier et al., 2022). Our work interpolates between these two extremes and shows that, for sufficiently high-dimensional random data, the implicit bias approximates the minimum-$\ell_2$-norm solution with high probability with a gap on the order $Θ(\sqrt{n/||λ||_1})$, where $n$ is the number of training examples and $λ$ denotes the spectrum of the data covariance matrix. Our results are obtained through a novel primal-dual analysis that carefully tracks the evolution of predictions, data-span coefficients, as well as their interactions, and show that the ReLU activation pattern quickly stabilizes with high probability over random data.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《Advances in Graph Neural Networks》第1~2章读书笔记
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月18日
图神经网络入门(三)GAT图注意力网络
图与推荐
10+阅读 · 2020年5月14日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
基础 | GRU神经网络
黑龙江大学自然语言处理实验室
27+阅读 · 2018年3月5日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
基于注意力机制的图卷积网络
科技创新与创业
74+阅读 · 2017年11月8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
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+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
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
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
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
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
Arxiv
10+阅读 · 2020年2月15日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
最新内容
《同步多无人机系统中的故障与通信》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:23
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
7+阅读 · 7月28日
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
6+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
相关VIP内容
《Advances in Graph Neural Networks》第1~2章读书笔记
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月18日
相关资讯
图神经网络入门(三)GAT图注意力网络
图与推荐
10+阅读 · 2020年5月14日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
基础 | GRU神经网络
黑龙江大学自然语言处理实验室
27+阅读 · 2018年3月5日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
基于注意力机制的图卷积网络
科技创新与创业
74+阅读 · 2017年11月8日
【深度学习基础】4. Recurrent Neural Networks
微信AI
16+阅读 · 2017年7月19日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+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
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
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
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
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员