数学 > 优化与控制
[提交于 2024年12月3日
]
标题: 光滑非凸优化的改进复杂度:一种基于拟牛顿方法的两级在线学习方法
标题: Improved Complexity for Smooth Nonconvex Optimization: A Two-Level Online Learning Approach with Quasi-Newton Methods
摘要: 我们研究了在仅能访问梯度信息的情况下,寻找光滑函数的$\epsilon$-一阶平稳点 (FOSP) 的问题。假设目标函数的梯度和海森矩阵都是利普希茨连续的,对此任务最著名的梯度查询复杂度是${O}(\epsilon^{-7/4})$。在本工作中,我们提出了一种梯度复杂度为${O}(d^{1/4}\epsilon^{-13/8})$的方法,其中$d$是问题维度,当$d = {O}(\epsilon^{-1/2})$时,这会导致更优的复杂度。为了达到这个结果,我们设计了一个优化算法,该算法内部涉及解决两个在线学习问题。具体来说,我们首先将非凸问题寻找平稳点的任务重新表述为在在线凸优化问题中最小化遗憾,其中损失由目标函数的梯度决定。然后,我们引入了一种新颖的乐观拟牛顿方法来解决这个在线学习问题,其中海森矩阵近似更新本身被框架化为矩阵空间中的一个在线学习问题。除了使用梯度预言机达到$\epsilon$-FOSP 的复杂度界限有所改进外,我们的结果提供了首个保证,表明拟牛顿方法在非凸设置中可能优于梯度下降类方法。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.