Jun, 2023

面向极小化问题：超参数问题 SGD 的快速收敛

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TL;DR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。
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发现论文，激发创造
  • 插值的威力：理解 SGD 在现代超参模型学习中的有效性

    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。

    Dec, 2017

  • 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

  • 训练超参数化深度神经网络的改进分析

    本文提供了一种改进的分析方法来探究（随机）梯度下降训练深度神经网络的全局收敛，该方法比之前的研究工作以更加温和的过度参数化条件确定了问题相关参数的大小，包括更紧密的梯度下限和更清晰的算法轨迹路径描述。

    Jun, 2019

  • 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

  • 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

  • 存在糟糕的全局最小值，并且 SGD 可以到达它们

    通过研究深度神经网络的显式正则化对随机梯度下降的作用，证实显式正则化对于高参数化的神经网络成功的贡献远比随机梯度下降方法更为重要。

    Jun, 2019

  • 迈向适度的过度参数化：为训练浅层神经网络提供全局收敛保证

    本文探讨了神经网络的过度参数化现象对于梯度下降收敛至全域最优解所需的程度及类型，并结合实验结果以浅层神经网络和平滑激活函数为例，证明了只需参数数量高于数据集大小的平方根时，梯度下降随机初始化即可收敛至全域最优解。

    Feb, 2019

  • 超参数问题中最小权重范式模型不总是具有良好的泛化能力

    通过实证发现，自适应方法在深度神经网络的训练中相比随机梯度下降可以有更好的泛化能力，需要较少的调整，同时不一定得到更小的权重范数。

    Nov, 2018

  • 插值方法下最小二乘 SGD 的最终收敛迭代

    研究了神经网络在最小二乘设置中的应用，讨论了随机梯度下降与最终迭代的相关性，并在统计和优化双重视角下给出了多项式瞬时收敛率的解读，建立与再生核希尔伯特空间的联系。

    Feb, 2021

  • 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