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“除非证明有罪方为凸”:非凸函数梯度下降的无维度加速

最优化与控制 2017-05-09 v1

摘要

我们开发并分析了 Nesterov 加速梯度下降 (AGD) 的一个变体,用于光滑非凸函数的最小化。我们证明了两种情况之一会发生:要么我们的 AGD 变体快速收敛,就像函数是凸的一样;要么我们生成一个证明函数“因非凸而有罪”的证书。这个非凸性证书使我们能够利用负曲率,为非凸函数获得确定性的、无维度的收敛加速。对于具有 Lipschitz 连续梯度和 Hessian 的函数 ff,我们在 O(ϵ7/4log(1/ϵ))O(\epsilon^{-7/4} \log(1/ \epsilon) ) 次梯度和函数评估中计算出满足 f(x)ϵ\|\nabla f(x)\| \le \epsilon 的点 xx。如果进一步假设三阶导数 Lipschitz 连续,则仅需 O(ϵ5/3log(1/ϵ))O(\epsilon^{-5/3} \log(1/ \epsilon) ) 次评估。

关键词

引用

@article{arxiv.1705.02766,
  title  = {"Convex Until Proven Guilty": Dimension-Free Acceleration of Gradient Descent on Non-Convex Functions},
  author = {Yair Carmon and Oliver Hinder and John C. Duchi and Aaron Sidford},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.02766},
  year   = {2017}
}