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“嘿,那不是ODE”:通过半范数加速ODE伴随方程

机器学习 2021-05-11 v2 经典分析与常微分方程

摘要

神经微分方程可通过伴随方法反向传播梯度进行训练,该伴随方法本身是另一个微分方程,通常使用自适应步长的数值微分方程求解器求解。若所提议步长的误差(相对于某种范数)足够小,则该步被接受;否则被拒绝,步长缩小并重复该过程。在此,我们证明伴随方程的特殊结构使得通常的范数选择(如 L2L^2)过于严格。通过将其替换为更合适的(半)范数,可减少不必要的步长拒绝,从而加速反向传播。这仅需对代码做微小修改。在广泛任务(包括时间序列、生成建模和物理控制)上的实验表明,函数求值次数中位数减少了 40%。在某些问题上,函数求值次数减少多达 62%,从而使整体训练时间大致减半。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.09457,
  title  = {"Hey, that's not an ODE": Faster ODE Adjoints via Seminorms},
  author = {Patrick Kidger and Ricky T. Q. Chen and Terry Lyons},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.09457},
  year   = {2021}
}

备注

Published at ICML 2021