Recent studies have shown that gradient descent (GD) can achieve improved generalization when its dynamics exhibits a chaotic behavior. However, to obtain the desired effect, the step-size should be chosen sufficiently large, a task which is problem dependent and can be difficult in practice. In this study, we incorporate a chaotic component to GD in a controlled manner, and introduce multiscale perturbed GD (MPGD), a novel optimization framework where the GD recursion is augmented with chaotic perturbations that evolve via an independent dynamical system. We analyze MPGD from three different angles: (i) By building up on recent advances in rough paths theory, we show that, under appropriate assumptions, as the step-size decreases, the MPGD recursion converges weakly to a stochastic differential equation (SDE) driven by a heavy-tailed L\'evy-stable process. (ii) By making connections to recently developed generalization bounds for heavy-tailed processes, we derive a generalization bound for the limiting SDE and relate the worst-case generalization error over the trajectories of the process to the parameters of MPGD. (iii) We analyze the implicit regularization effect brought by the dynamical regularization and show that, in the weak perturbation regime, MPGD introduces terms that penalize the Hessian of the loss function. Empirical results are provided to demonstrate the advantages of MPGD.


翻译:最近的研究表明,当其动态出现混乱行为时,梯度下降(GD)可以实现更好的概括化。然而,为了获得预期的效果,应该选择足够大的规模,这项任务取决于问题,而且实际上可能很困难。在本研究中,我们以控制的方式将混乱部分纳入GD,并引入一个由重尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾尾,从以下三个角度分析MPGGGDGDGM,从以下三个角度分析限制SDGMGDGGDGDM,从中引入了最坏的分流。

0
下载
关闭预览

相关内容

通用动力公司(General Dynamics)是一家美国的国防企业集团。2008年时通用动力是世界第五大国防工业承包商。由于近年来不断的扩充和并购其他公司,通用动力现今的组成与面貌已与冷战时期时大不相同。现今通用动力包含三大业务集团:海洋、作战系统和资讯科技集团。
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
72+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+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
【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
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
1+阅读 · 2014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 · 2013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
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
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月4日
VIP会员
相关VIP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
72+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+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
【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
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
1+阅读 · 2014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 · 2013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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员