Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Mean-field Analysis for Heavy Ball Methods: Dropout-stability, Connectivity, and Global Convergence

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F23%3A00375312" target="_blank" >RIV/68407700:21230/23:00375312 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://openreview.net/pdf?id=gZna3IiGfl" target="_blank" >https://openreview.net/pdf?id=gZna3IiGfl</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Mean-field Analysis for Heavy Ball Methods: Dropout-stability, Connectivity, and Global Convergence

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The stochastic heavy ball method (SHB), also known as stochastic gradient descent (SGD) with Polyak's momentum, is widely used in training neural networks. However, despite the remarkable success of such algorithm in practice, its theoretical characterization remains limited. In this paper, we focus on neural networks with two and three layers and provide a rigorous understanding of the properties of the solutions found by SHB: emph{(i)} stability after dropping out part of the neurons, emph{(ii)} connectivity along a low-loss path, and emph{(iii)} convergence to the global optimum. To achieve this goal, we take a mean-field view and relate the SHB dynamics to a certain partial differential equation in the limit of large network widths. This mean-field perspective has inspired a recent line of work focusing on SGD while, in contrast, our paper considers an algorithm with momentum. More specifically, after proving existence and uniqueness of the limit differential equations, we show convergence to the global optimum and give a quantitative bound between the mean-field limit and the SHB dynamics of a finite-width network. Armed with this last bound, we are able to establish the dropout-stability and connectivity of SHB solutions.

  • Název v anglickém jazyce

    Mean-field Analysis for Heavy Ball Methods: Dropout-stability, Connectivity, and Global Convergence

  • Popis výsledku anglicky

    The stochastic heavy ball method (SHB), also known as stochastic gradient descent (SGD) with Polyak's momentum, is widely used in training neural networks. However, despite the remarkable success of such algorithm in practice, its theoretical characterization remains limited. In this paper, we focus on neural networks with two and three layers and provide a rigorous understanding of the properties of the solutions found by SHB: emph{(i)} stability after dropping out part of the neurons, emph{(ii)} connectivity along a low-loss path, and emph{(iii)} convergence to the global optimum. To achieve this goal, we take a mean-field view and relate the SHB dynamics to a certain partial differential equation in the limit of large network widths. This mean-field perspective has inspired a recent line of work focusing on SGD while, in contrast, our paper considers an algorithm with momentum. More specifically, after proving existence and uniqueness of the limit differential equations, we show convergence to the global optimum and give a quantitative bound between the mean-field limit and the SHB dynamics of a finite-width network. Armed with this last bound, we are able to establish the dropout-stability and connectivity of SHB solutions.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>ost</sub> - Ostatní články v recenzovaných periodicích

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/EF16_019%2F0000765" target="_blank" >EF16_019/0000765: Výzkumné centrum informatiky</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Transactions on Machine Learning Research

  • ISSN

    2835-8856

  • e-ISSN

    2835-8856

  • Svazek periodika

  • Číslo periodika v rámci svazku

    February

  • Stát vydavatele periodika

    DE - Spolková republika Německo

  • Počet stran výsledku

    49

  • Strana od-do

    1-49

  • Kód UT WoS článku

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105000206429