This paper concerns a convex, stochastic zeroth-order optimization (S-ZOO) problem, where the objective is to minimize the expectation of a cost function and its gradient is not accessible directly. To solve this problem, traditional optimization techniques mostly yield query complexities that grow polynomially with dimensionality, i.e., the number of function evaluations is a polynomial function of the number of decision variables. Consequently, these methods may not perform well in solving massive-dimensional problems arising in many modern applications. Although more recent methods can be provably dimension-insensitive, almost all of them work with arguably more stringent conditions such as everywhere sparse or compressible gradient. Thus, prior to this research, it was unknown whether dimension-insensitive S-ZOO is possible without such conditions. In this paper, we give an affirmative answer to this question by proposing a sparsity-inducing stochastic gradient-free (SI-SGF) algorithm. It is proved to achieve dimension-insensitive query complexity in both convex and strongly convex cases when neither gradient sparsity nor gradient compressibility is satisfied. Our numerical results demonstrate the strong potential of the proposed SI-SGF compared with existing alternatives.


翻译:本文涉及一个混凝土、随机零排序优化(S-ZOOO)问题,其目标是尽量减少对成本功能的期望,无法直接获得其梯度。为了解决这个问题,传统优化技术大多产生具有多维性、多维性、即功能评估数量是决定变量数的多元功能。因此,这些方法在解决许多现代应用中出现的大规模问题方面可能无法很好地发挥作用。虽然较新的方法可能不敏感,但几乎所有方法都与可能更加严格的条件如无处不在的稀疏或可压缩梯度合作。因此,在进行这项研究之前,尚不清楚不具有多维度不敏感的S-ZOO的可能性。在本文件中,我们通过提出一个具有宽度的诱导引力的无梯度(SI-SGF)算法来肯定地回答这一问题。事实证明,在调和不易变异性或梯度不具有可调的梯度的梯度弹性等情况下,几乎都能实现对维度敏感质性查询的复杂性。我们提出的数字结果表明,与现有的SI-GF相比,具有很强的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
181+阅读 · 2021年1月8日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
已删除
将门创投
7+阅读 · 2018年4月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Arxiv
0+阅读 · 2021年6月12日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
181+阅读 · 2021年1月8日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
已删除
将门创投
7+阅读 · 2018年4月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员