It is well-known that given a smooth, bounded-from-below, and possibly nonconvex function, standard gradient-based methods can find $\epsilon$-stationary points (with gradient norm less than $\epsilon$) in $\mathcal{O}(1/\epsilon^2)$ iterations. However, many important nonconvex optimization problems, such as those associated with training modern neural networks, are inherently not smooth, making these results inapplicable. In this paper, we study nonsmooth nonconvex optimization from an oracle complexity viewpoint, where the algorithm is assumed to be given access only to local information about the function at various points. We provide two main results: First, we consider the problem of getting near $\epsilon$-stationary points. This is perhaps the most natural relaxation of finding $\epsilon$-stationary points, which is impossible in the nonsmooth nonconvex case. We prove that this relaxed goal cannot be achieved efficiently, for any distance and $\epsilon$ smaller than some constants. Our second result deals with the possibility of tackling nonsmooth nonconvex optimization by reduction to smooth optimization: Namely, applying smooth optimization methods on a smooth approximation of the objective function. For this approach, we prove under a mild assumption an inherent trade-off between oracle complexity and smoothness: On the one hand, smoothing a nonsmooth nonconvex function can be done very efficiently (e.g., by randomized smoothing), but with dimension-dependent factors in the smoothness parameter, which can strongly affect iteration complexity when plugging into standard smooth optimization methods. On the other hand, these dimension factors can be eliminated with suitable smoothing methods, but only by making the oracle complexity of the smoothing process exponentially large.


翻译:众所周知, 以标准梯度为基础的方法可以在 $\ mathcal{O} (1/\\\ epsilon\2) 的迭代中找到 $\ epsilon $( lipsilon=2) 的固定点( 低于 $\ epsilon=O} (1/\\\ epsilon=2) 美元。 然而, 许多重要的非 conx优化问题, 如与培训现代神经网络相关的问题, 本质上并不平稳, 使得这些结果无法适用。 在本文中, 我们从一个 oracle 复杂的角度研究非mothnal 的非colvelx 优化, 假设算得是平滑的, 算得更平稳的, 或比某些固定的假设更小的 。 我们的平滑的平流法, 以不平稳的平滑法处理 。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22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
16+阅读 · 2018年12月24日
视觉机械臂 visual-pushing-grasping
CreateAMind
3+阅读 · 2018年5月25日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
资源|斯坦福课程:深度学习理论!
全球人工智能
17+阅读 · 2017年11月9日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月19日
Arxiv
12+阅读 · 2021年3月24日
Arxiv
5+阅读 · 2018年5月31日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22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
16+阅读 · 2018年12月24日
视觉机械臂 visual-pushing-grasping
CreateAMind
3+阅读 · 2018年5月25日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
资源|斯坦福课程:深度学习理论!
全球人工智能
17+阅读 · 2017年11月9日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员