Zeroth-order (ZO) optimization is widely used to handle challenging tasks, such as query-based black-box adversarial attacks and reinforcement learning. Various attempts have been made to integrate prior information into the gradient estimation procedure based on finite differences, with promising empirical results. However, their convergence properties are not well understood. This paper makes an attempt to fill this gap by analyzing the convergence of prior-guided ZO algorithms under a greedy descent framework with various gradient estimators. We provide a convergence guarantee for the prior-guided random gradient-free (PRGF) algorithms. Moreover, to further accelerate over greedy descent methods, we present a new accelerated random search (ARS) algorithm that incorporates prior information, together with a convergence analysis. Finally, our theoretical results are confirmed by experiments on several numerical benchmarks as well as adversarial attacks.


翻译:零顺序(ZO)优化被广泛用于处理具有挑战性的任务,例如基于询问的黑盒对抗性攻击和强化学习,已经作出各种努力,根据有限的差异,将先前的信息纳入梯度估计程序,并取得有希望的经验结果,然而,它们的趋同特性并没有得到很好理解。本文件试图通过分析在贪婪的血统框架下与各种梯度测算员的先前引导的ZO算法的趋同来填补这一空白。我们为先前引导的随机无梯度算法提供了趋同的保证。此外,为了进一步加速克服贪婪的血统方法,我们提出了一种新的加速随机搜索算法,其中包括了先前的信息,并进行了趋同分析。最后,我们理论结果通过若干数字基准的实验以及对抗性攻击得到证实。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【经典书】贝叶斯编程,378页pdf,Bayesian Programming
专知会员服务
247+阅读 · 2020年5月18日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
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
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
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
人工智能 | ISAIR 2019诚邀稿件(推荐SCI期刊)
Call4Papers
6+阅读 · 2019年4月1日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月17日
Arxiv
8+阅读 · 2020年8月30日
A Survey on Edge Intelligence
Arxiv
51+阅读 · 2020年3月26日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
104+阅读 · 2019年12月19日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【经典书】贝叶斯编程,378页pdf,Bayesian Programming
专知会员服务
247+阅读 · 2020年5月18日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
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
相关资讯
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
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
人工智能 | ISAIR 2019诚邀稿件(推荐SCI期刊)
Call4Papers
6+阅读 · 2019年4月1日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员