We develop new tools to study landscapes in nonconvex optimization. Given one optimization problem, we pair it with another by smoothly parametrizing the domain. This is either for practical purposes (e.g., to use smooth optimization algorithms with good guarantees) or for theoretical purposes (e.g., to reveal that the landscape satisfies a strict saddle property). In both cases, the central question is: how do the landscapes of the two problems relate? More precisely: how do desirable points such as local minima and critical points in one problem relate to those in the other problem? A key finding in this paper is that these relations are often determined by the parametrization itself, and are almost entirely independent of the cost function. Accordingly, we introduce a general framework to study parametrizations by their effect on landscapes. The framework enables us to obtain new guarantees for an array of problems, some of which were previously treated on a case-by-case basis in the literature. Applications include: optimization over low-rank matrices and tensors by optimizing over a factorization; the Burer--Monteiro approach to semidefinite programs; training neural networks by optimizing over their weights and biases; and quotienting out symmetries.


翻译:我们开发了新的工具来研究非 convex 优化中的景观。 鉴于一个优化问题, 我们将其与另一个匹配, 并顺利地对准域。 这或者是为了实际目的( 使用有良好保障的平稳优化算法 ), 或者是为了理论目的( 比如, 显示景观满足严格的马鞍属性 ) 。 在这两种情况下, 核心问题是: 两个问题的景观如何关联? 更确切地说, 一个问题中的地方微型和临界点如何与另一个问题中的点相关? 本文的一个关键发现是, 这些关系往往是由对称本身决定的, 并且几乎完全独立于成本函数。 因此, 我们引入了一个总体框架, 研究对景观的影响的对称。 该框架使我们能够为一系列问题获得新的保证, 其中一些问题以前在文献中是逐案处理的。 应用包括: 通过优化对因数化的优化, 优化低级矩阵和加固度; 伯罗- 蒙太罗 方法, 以半定调方案为基础; 培训偏向偏差和最优化其偏差网络。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12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
99+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15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 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
VIP会员
相关资讯
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15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 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员