Although Deep Learning (DL) has achieved success in complex Artificial Intelligence (AI) tasks, it suffers from various notorious problems (e.g., feature redundancy, and vanishing or exploding gradients), since updating parameters in Euclidean space cannot fully exploit the geometric structure of the solution space. As a promising alternative solution, Riemannian-based DL uses geometric optimization to update parameters on Riemannian manifolds and can leverage the underlying geometric information. Accordingly, this article presents a comprehensive survey of applying geometric optimization in DL. At first, this article introduces the basic procedure of the geometric optimization, including various geometric optimizers and some concepts of Riemannian manifold. Subsequently, this article investigates the application of geometric optimization in different DL networks in various AI tasks, e.g., convolution neural network, recurrent neural network, transfer learning, and optimal transport. Additionally, typical public toolboxes that implement optimization on manifold are also discussed. Finally, this article makes a performance comparison between different deep geometric optimization methods under image recognition scenarios.


翻译:虽然深入学习(DL)在复杂的人工智能(AI)任务中取得了成功,但是它遇到了各种臭名昭著的问题(例如,特征冗余,以及消失或爆炸梯度),因为欧几里德空间的更新参数无法充分利用解决方案空间的几何结构。作为一种有希望的替代解决方案,以里曼尼亚为基础的DL利用几何优化来更新里曼尼方块的参数,并能够利用基本的几何信息。因此,本文章对在DL应用几何优化的情况进行了全面调查。首先,本文章介绍了几何优化的基本程序,包括各种几何优化器和里曼多元的一些概念。随后,本文章调查了不同DL网络在各种AI任务中应用几何优化的情况,例如,卷发神经网络、经常性神经网络、转移学习和最佳运输。此外,也讨论了在图像识别情景下采用优化的典型公共工具箱。最后,本文章对不同深度几何优化方法的绩效作了比较。

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
71+阅读 · 2022年6月28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
【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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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 · 2011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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
56+阅读 · 2021年5月3日
Arxiv
53+阅读 · 2018年12月11日
VIP会员
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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 · 2011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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员