计算机科学 > 机器学习
[提交于 2020年2月29日
(v1)
,最后修订 2021年5月26日 (此版本, v2)]
标题: 损失景观和超参数化非线性系统及神经网络中的优化
标题: Loss landscapes and optimization in over-parameterized non-linear systems and neural networks
摘要: 深度学习的成功在很大程度上归功于应用于大型神经网络的基于梯度的优化方法的显著有效性。 本工作的目的是为过参数化的机器学习模型和非线性方程组中的损失景观和高效优化提出一种现代观点和一般的数学框架,这一设置包括过参数化的深度神经网络。 我们的初始观察是,这些系统的优化问题通常不是凸的,甚至在局部也不是。 我们认为它们满足PL$^*$,这是对大部分(但不是全部)参数空间上的Polyak-Lojasiewicz条件的一种变体,它保证了解的存在性和通过(随机)梯度下降(SGD/GD)的高效优化。 这些系统的PL$^*$条件与关联到非线性系统的切线核的条件数密切相关,这说明了基于PL$^*$的非线性理论如何平行于过参数化线性方程的经典分析。 我们证明宽神经网络满足PL$^*$条件,这解释了(S)GD收敛到全局最小值。 最后,我们提出了一个适用于“几乎”过参数化系统的PL$^*$条件的放松版本。
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