Dec, 2017

插值的威力：理解 SGD 在现代超参模型学习中的有效性

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TL;DR本文旨在正式解释当代机器学习中观察到的 SGD 快速收敛现象。我们重点观察现代学习架构是过参数化的，并且被训练用于通过将经验损失（分类和回归）驱动到接近零的插值数据。我们表明，这些插值方案允许 SGD 快速收敛，与全梯度下降迭代次数相当。对于凸损失函数，我们获得了与全梯度下降相似的 “迷你批次” SGD 的指数收敛界限。关键的迷你批次大小可以视为有效迷你批次并行化的限制，并且几乎独立于数据大小。
sgdover-parametrized learning architecturesconvergencemini-batchquadratic loss
发现论文，激发创造
  • 面向极小化问题：超参数问题 SGD 的快速收敛

    本文提出在插值范式内的正则条件，使得随机梯度方法与确定性梯度方法具有相同的最坏迭代复杂度，同时仅在每次迭代中使用单个采样梯度（或一个小批量）。最后，我们证明了我们的条件在训练具有线性输出层的足够宽的前馈神经网络时成立。

    Jun, 2023

  • SGD 对超参数模型的更快收敛和快速收敛，及加速感知器

    通过研究表明，在现代机器学习中，采用具有极高表现力的模型进行训练，可以实现完全拟合或内插数据，从而得到零训练损失。我们证明，采用恒定步长随机梯度下降法（SGD）与 Nesterov 加速法具有相同的收敛速度，适用于凸和强凸函数。同时，我们发现，SGD 可以在非凸情况下像全梯度下降法一样高效地找到一阶稳定点。最后，我们通过对合成和真实数据集的实验验证了我们的理论发现。

    Oct, 2018

  • 关于非凸过参数化学习中 SGD 的指数收敛

    该文研究了使用随机梯度下降方法学习的大型过度参数化模型的收敛速度，并证明了当损失函数为凸函数或满足 Polyak-Lojasiewicz 条件的广泛非凸函数类时，常数步长下 SGD 可以实现指数收敛。

    Nov, 2018

  • 随机梯度下降漫步

    我们研究了随机梯度下降在超参数化深度神经网络的损失面上如何导航，发现学习率和批量大小在深度神经网络优化和泛化中具有不同的作用，并且 ' 在高度上在墙之间弹跳 ' 机制对于泛化至关重要。

    Feb, 2018

  • SGD 优于 GD 在泛化方面（正则化没有帮助）

    本文研究了随机梯度下降和全样本梯度下降在随机凸优化模型中泛化性能的分离问题，发现经典的全样本梯度下降算法在步数相同的情况下会出现过拟合且通常需要更多的步数才能与随机梯度下降算法获得类似的泛化性能。同时本文还探讨了正则化、稳定性和隐含偏差等概念在泛化中的作用。

    Feb, 2021

  • 小批次随机梯度下降和局部随机梯度下降的稳定性与泛化能力

    通过稳定性和泛化性分析研究了小批量随机梯度下降和本地随机梯度下降的学习能力，从而证明它们可以实现线性加速度以达到最佳风险界限。

    Oct, 2023

  • 过度参数化的非线性学习：梯度下降是否走过了最短路径？

    该论文讨论在数据过度参数化时，第一阶段优化方案（如随机梯度下降）的性质。作者发现，当损失函数在初始点的最小邻域内具有某些属性时，迭代会以几何速率收敛于全局最优解，会以接近直接的路线从初始点到达全局最优解，其中，通过引入一个新的潜力函数来作为证明技术的一部分。对于随机梯度下降（SGD），作者开发了新的鞅技巧，以保证 SGD 绝不会离开初始化的小邻域。

    Dec, 2018

  • 线性回归中恒定步长随机梯度下降的良性过拟合

    研究算法归纳偏差对于防止过度拟合的重要性，探讨使用常数步长随机梯度下降算法在超参数化情况下进行线性回归的问题和解决方案，提供了数据协方差矩阵全部的特征值，阐述一个可以使得泛化成为可能的偏差 - 方差分解，实验结果表明理论结果的正确性。

    Mar, 2021

  • 无痛随机梯度：插值，线性搜索和收敛速率

    本文提出了一种使用线性搜索技术自动设置步长的随机梯度下降算法，在数据插值设置中，使用 Armijo 线性搜索方法的 SGD 实现凸和强凸函数的确定性收敛率，同时提出了一种 Lipschitz 线性搜索策略的随机额外梯度的算法，该算法在满足嵌入条件的非凸问题和鞍点问题的情况下实现了线性收敛率，并在标准分类任务上表现出了良好的性能。

    May, 2019

  • 深度学习的超参数化收敛理论

    通过对大规模深层神经网络的优化方法的研究，我们证明了 SGD 可以在多项式时间内发现 DNNs 训练目标上的全局极小值。

    Nov, 2018