ADASHIFT:解决深度学习优化的非收敛问题与自适应学习率方法

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本文档"ADASHIFT: DECORRELATION AND CONVERGENCE OF ADAPTIVE LEARNING RATE METHODS"发表于2019年的ICLR会议上,针对深度学习优化算法的收敛性和稳定性进行了深入研究。作者们主要关注的是Adam优化器在某些情况下无法达到最优解的问题,这与Adam算法中梯度(gt)与二阶动量项(vt,随时间步长t更新)之间的不合适关联有关。 传统上,Adam方法通过自适应调整学习率,根据每个参数的历史梯度和平方梯度估计来动态调整步长,旨在提高训练效率。然而,研究发现,这种关联可能导致大梯度对应的小步长,而小梯度则可能对应大步长,这种不平衡的步长分配是Adam非收敛问题的根本原因。 作者提出了名为ADASHIFT的新见解,他们观察到在Adam以及其他自适应学习率方法中,gt和vt的关联可能是导致优化过程不稳定的关键因素。他们认为,通过减少这两者之间的相关性,可以使得每次梯度更新时的学习步长更加均匀,从而解决了Adam及其他类似方法的非收敛问题。 论文中不仅探讨了这一理论,还提供了实验证据,通过在ResNet、DenseNet等深度神经网络模型以及CIFAR-10和Tiny-ImageNet等图像识别任务上的对比实验,展示了ADASHIFT策略在提升算法收敛速度和性能方面的显著效果。这些实验结果显示,通过 decorrelate vt和gt,Adam和其他优化器能够更有效地找到全局最优解,并且在实际应用中表现出更好的稳定性和效率。 总结来说,这篇论文对深度学习优化器Adam的内在机制进行了剖析,揭示了其非收敛问题的根源,并提出了解决方案ADASHIFT,通过改善梯度和动量项的关联,促进了算法的稳定收敛,为改进深度学习的训练策略提供了重要的理论支持。对于深度学习从业者和研究者来说,这是一项值得深入研究和实践的成果。