Distributionally robust optimization (DRO) is a widely-used approach to learn models that are robust against distribution shift. Compared with the standard optimization setting, the objective function in DRO is more difficult to optimize, and most of the existing theoretical results make strong assumptions on the loss function. In this work we bridge the gap by studying DRO algorithms for general smooth non-convex losses. By carefully exploiting the specific form of the DRO objective, we are able to provide non-asymptotic convergence guarantees even though the objective function is possibly non-convex, non-smooth and has unbounded gradient noise. In particular, we prove that a special algorithm called the mini-batch normalized gradient descent with momentum, can find an $\epsilon$ first-order stationary point within $O( \epsilon^{-4} )$ gradient complexity. We also discuss the conditional value-at-risk (CVaR) setting, where we propose a penalized DRO objective based on a smoothed version of the CVaR that allows us to obtain a similar convergence guarantee. We finally verify our theoretical results in a number of tasks and find that the proposed algorithm can consistently achieve prominent acceleration.


翻译:分布稳健优化( DRO) 是一种广泛使用的方法,用于学习与分配转移相对稳健的模型。 与标准优化设置相比, DRO的目标功能更难优化, 而大部分现有的理论结果对损失功能做出了有力的假设。 在这项工作中,我们通过研究用于一般顺利的非凝油损失的DRO算法来弥补差距。 通过仔细利用DRO目标的具体形式,我们有能力提供非零星趋同保证,即使目标功能可能是非凝固的、非吸附的和无约束的梯度噪音。 特别是,我们证明一种称为迷你批平滑梯度回归的特殊算法能够以势头在$O( eepsilon ⁇ -4}) 美元范围内找到一阶固定点。 我们还讨论了有条件的值风险( CVaR) 设置, 我们根据CVaR 的平滑版本提出一个受罚的DRO目标,使我们能够获得类似的趋同的一致的保证。 我们最后核查了我们的理论结果,在一项拟议的任务中可以持续地找到一个数字。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
138+阅读 · 2021年3月17日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月23日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月23日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
102+阅读 · 2019年12月19日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7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
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