Batch normalization (BN) has become a critical component across diverse deep neural networks. The network with BN is invariant to positively linear re-scale transformation, which makes there exist infinite functionally equivalent networks with different scales of weights. However, optimizing these equivalent networks with the first-order method such as stochastic gradient descent will obtain a series of iterates converging to different local optima owing to their different gradients across training. To obviate this, we propose a quotient manifold \emph{PSI manifold}, in which all the equivalent weights of the network with BN are regarded as the same element. Next, we construct gradient descent and stochastic gradient descent on the proposed PSI manifold to train the network with BN. The two algorithms guarantee that every group of equivalent weights (caused by positively re-scaling) converge to the equivalent optima. Besides that, we give convergence rates of the proposed algorithms on the PSI manifold. The results show that our methods accelerate training compared with the algorithms on the Euclidean weight space. Finally, empirical results verify that our algorithms consistently improve the existing methods in both convergence rate and generalization ability under various experimental settings.


翻译:批量正常化(BN) 已经成为不同深度神经网络的一个关键组成部分。 BN 网络对于正线线性重新规模转换是一成不变的,使得存在无限功能等效网络,其重量尺度不同。 然而,优化这些等效网络,采用第一阶方法,例如随机梯度梯度下降法,将获得一系列的迭代相相趋同于不同的本地optima, 因为他们在训练过程中的梯度不同。 为了避免这种情况, 我们建议使用一个数位数的多重方位 emph{PSI 公式}, 将 BN 网络的所有等量视为相同的元素。 下一步, 我们在拟议的 PSI 中建立梯度下位和随机梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度梯度下降, 以培训 BN 。 两种算法保证每组等量的重量( 由正面再缩放导致) 将聚集到相同的选择度。 此外, 我们给出了 PSI 数中的拟议算法的趋同率率。 。 结果显示, 我们的方法与 Euclideidean 重量空间的算算法都加快了相同的训练。 最后, 实验性能力在一般情况下不断改进现有方法的趋同率 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26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
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16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 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 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 2012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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月20日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16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 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 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 2012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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员