研究了线性神经网络训练中渐进流（即用无穷小步长的梯度下降法）的隐含偏差；提出了神经网络的张量形式，包括全连接、对角线和卷积网络等特例，并研究了称为线性张量网络的公式的线性版本。通过这个公式，我们可以将网络的收敛方向表征为由网络定义的张量的奇异向量。

Oct, 2020

随机梯度下降（SGD）算法是用于训练神经网络的算法。在这项工作中，我们证明了 SGD 的小批量噪声在有缩放对称性的损失函数中使解决方案朝着均衡解决方案正则化。我们应用这一结果来推导具有任意深度和宽度的对角线线性网络的随机梯度流的稳态分布，该稳态分布展示了相变、破坏性遍历和涨落反转等复杂的非线性现象，这些现象只存在于深度网络中，暗示着深度模型与浅模型之间的根本差异。

Aug, 2023

使用小批量随机梯度下降（SGD）训练深度神经网络（DNNs）相对于大批量训练具有卓越的测试性能。这种随机梯度下降的特定噪声结构被认为是导致这种隐式偏差的原因。使用差分隐私（DP）确保 DNN 的训练时，DP-SGD 会向截断梯度添加高斯噪声。然而，大批量训练仍然导致显著的性能下降，这构成了一个重要的挑战，因为强 DP 保证需要使用大规模批次。我们首先展示这种现象也适用于无噪声 SGD（无截断的 DP-SGD），表明随机性（而不是截断）是这种隐式偏差的原因，即使加入了额外的各向同性高斯噪声。我们在线性最小二乘和对角线线性网络设置中理论上分析了连续版本的无噪声 SGD 所得到的解，并揭示了隐式偏差确实被额外的噪声放大。因此，大批量 DP-SGD 训练的性能问题根源于 SGD 的相同潜在原则，为大批量训练策略的潜在改进提供了希望。

Feb, 2024

本研究揭示了 SGD 存在的强烈隐式偏差，由此驱使过度表达的神经网络倾向于变得更简单，从而显著减少独立参数数量，并改进了泛化能力。

Jun, 2023

本文研究了过参数化模型的离散梯度动态，并证明在使用适当超参数和初始化条件时，该动态可以学习降低秩的回归问题的解。

Apr, 2019

本文研究用于解决深度学习的隐含偏差问题的梯度下降算法动态收敛性，在线性网络和估计问题上，分析梯度下降中的 “有效秩” 动态变化，提出了矩阵低秩投影的有效秩，为理解深度学习奠定了基础。

Nov, 2020

当存在连续对称性时，我们表征了随机梯度下降法（SGD）的学习动力学，它与梯度下降法之间的差异是显著的。我们将对称性对学习动力学的影响分为两类：其中一类对称性，SGD 自然地收敛于具有平衡和对齐梯度噪声的解；另一类对称性下，SGD 几乎总是发散。然后，我们证明了即使丢失函数中不存在对称性，我们的结果仍然适用并可以帮助我们理解训练动力学。我们的主要结果是普适的，仅依赖于对称性的存在，而与丢失函数的细节无关。我们证明了提出的理论解释了渐进锐化和平坦化，并可应用于常见的实际问题，如表示规范化，矩阵分解和预热的使用。

Feb, 2024

本文通过动态稳定性的角度研究了随机梯度下降法（SGD）的隐式正则化，并探讨了稳定的最小值对二层 ReLU 神经网络和对角线线性网络的广义性能影响，发现 SGD 的稳定性正则化较于 GD 更强，LR 越大效果越明显，解释了为什么 SGD 比 GD 更具普适性。

May, 2023

机器学习系统通常通过利用数据中的不希望的特征获得偏差，对不同的亚群体造成不同程度的精确度影响。本文探讨了在教师 - 学生模型中，模拟不同数据亚群体的高斯混合模型，偏差如何演化的问题。我们提供了这种设置下线性分类器随机梯度下降动力学的解析描述，该描述在高维度下被证明是准确的。值得注意的是，我们的分析揭示了亚群体的不同属性在不同时间尺度上如何影响偏差，展示了分类器在训练过程中偏好的转变。将我们的发现应用于公平性和鲁棒性，我们阐述了异质数据和虚假特征如何生成和放大偏差的时间与方式。通过在合成数据集和真实数据集（包括 CIFAR10，MNIST 和 CelebA）上训练更深层次的网络来经验性地验证我们的结果。

May, 2024

本研究针对模型学习速率为中等并逐渐降低的情况，研究了 SGD 和 GD 在超参数调节中的常见行为，以此试图解决机器学习中的算法偏差问题，并得出了不同方向偏差可能导致最终预测结果差异的结论。

Nov, 2020