We consider stability issues in minimizing a continuous (probably parameterized, nonconvex and nonsmooth) real-valued function $f$. We call a point stationary if all its possible directional derivatives are nonnegative. In this work, we focus on two notions of stability on stationary points of $f$: parametric stability and convergence stability. Parametric considerations are widely studied in various fields, including smoothed analysis, numerical stability, condition numbers and sensitivity analysis for linear programming. Parametric stability asks whether minor perturbations on parameters lead to dramatic changes in the position and $f$ value of a stationary point. Meanwhile, convergence stability indicates a non-escapable solution: Any point sequence iteratively produced by an optimization algorithm cannot escape from a neighborhood of a stationary point but gets close to it in the sense that such stationary points are stable to the precision parameter and algorithmic numerical errors. It turns out that these notions have deep connections to geometry theory. We show that parametric stability is linked to deformations of graphs of functions. On the other hand, convergence stability is concerned with area partitioning of the function domain. Utilizing these connections, we prove quite tight conditions of these two stability notions for a wide range of functions and optimization algorithms with small enough step sizes and precision parameters. These conditions are subtle in the sense that a slightly weaker function requirement goes to the opposite of primitive intuitions and leads to wrong conclusions. We present three applications of this theory. These applications reveal some understanding on Nash equilibrium computation, nonconvex and nonsmooth optimization, as well as the new optimization methodology of deep neural networks.


翻译:我们考虑的是稳定问题,最大限度地减少连续(可能是参数化的、非混凝土的和不毛的)实际价值的美元(ff美元)的功能。如果所有可能的定向衍生物都是非负面的,我们称之为一个点固定。在这项工作中,我们侧重于固定点上的两个稳定概念:参数稳定性和趋同稳定性。在各个领域,包括平滑分析、数字稳定性、条件数数和对线性编程的敏感性分析,对参数的轻微扰动是否会导致一个固定点的位置和美元值的急剧变化。同时,趋同稳定性稳定性稳定性表明一种不可避免的解决办法:由优化算法产生的任何点迭代序列都无法从一个固定点的附近逃脱,但从这种固定点稳定与精确参数和算法误差的意义上看,这些概念与测线理论的精度有密切联系。我们发现,对参数的轻微扭曲性的稳定性是否导致一个不固定性的变化,另一方面,趋同精确度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度是这些关系。我们发现,这些精确度的精确度和精确度的精确度的精确度的精确度的精度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度的精确度是这些联系。

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
19+阅读 · 2017年12月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月15日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月19日
Arxiv
12+阅读 · 2021年3月24日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
19+阅读 · 2017年12月17日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员