这篇论文研究非凸随机优化在更贴近实际的假设下的收敛性。经典随机梯度方法的收敛保证通常要求目标函数满足Lipschitz光滑且梯度噪声方差有限,但这两点在实践中常被违背。作者同时放宽这两个条件,考虑梯度为(L,s)-Hölder连续(s在0到1之间)且噪声仅满足有界α阶矩(α在1到2之间)的情形。主要结果有三:标准SGD在α≥1+s时以O(T^{-s/(1+s)})速率收敛;δ-正则化梯度裁剪在相同条件下达到O(T^{-2s(α-1)/[(1+s)(2α-1)]})的平稳性速率;标准梯度裁剪在α≥1+s时同样达到上述速率,而在极重尾的α<1+s区域给出O(T^{-2s(α-1)/[(α-1)+s(2α-1)]})的速率,这是该区域首个针对随机梯度类方法的收敛保证。
| Hölder光滑性 | 一种比Lipschitz光滑更一般的函数光滑性条件,用参数s控制梯度的连续性程度。 |
| 重尾噪声 | 梯度噪声的分布具有厚尾特性,导致方差可能无限,仅矩条件有限。 |
| 梯度裁剪 | 一种通过限制梯度范数来稳定训练的技术,常用于处理重尾噪声。 |
| δ-GClip | 一种正则化梯度裁剪方法,被证明可用于训练宽深神经网络。 |
| 平稳性速率 | 衡量优化算法收敛到平稳点速度的指标,通常以迭代次数T的幂次表示。 |
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