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随机扰动交替梯度下降收敛至二阶平稳解的亚线性收敛性

最优化与控制 2018-03-01 v1 信息论 math.IT 机器学习

摘要

交替梯度下降(AGD)是一种简单但流行的算法,已应用于优化、机器学习、数据挖掘和信号处理等问题。该算法以交替方式更新两块变量,其中对一块变量采取梯度步,同时保持其余块固定。当目标函数非凸时,众所周知 AGD 以全局亚线性速率收敛至一阶平稳解。在本文中,我们证明 AGD 类算法的一个变体不会被鞍点和局部极大点等“坏”平稳解所困住。具体而言,我们考虑一个光滑无约束优化问题,并提出一种扰动 AGD(PA-GD),它以高概率(global sublinear rate)收敛至二阶平稳解集(SS2)。据我们所知,这是首个以高概率在 O(polylog(d)/ϵ7/3)\mathcal{O}(\text{polylog}(d)/\epsilon^{7/3}) 次迭代内达到 SS2 的交替型算法[其中 polylog(d)(d) 为问题维度 dd 的对数的多项式]。

关键词

引用

@article{arxiv.1802.10418,
  title  = {On the Sublinear Convergence of Randomly Perturbed Alternating Gradient Descent to Second Order Stationary Solutions},
  author = {Songtao Lu and Mingyi Hong and Zhengdao Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1802.10418},
  year   = {2018}
}