实践中的凸性

模型究竟是如何学习的——从原始梯度下降到Adam

凸损失有一个强大的保证:每一个局部最小值都是全局最小值。这让优化在概念上变得干净利落。许多经典的机器学习目标函数是凸的;深度网络的目标函数通常不是。

凸性依然值得学习,因为它给出了一个参照情形。它告诉你,如果没有糟糕的局部陷阱、没有鞍点带来的麻烦、没有严重的地形意外,优化会是什么样子。

当信号曲面光滑且只有单一峰值时,卫星天线只有一个干净利落的瞄准方向。而揉皱的锡纸有许多微小的反光切面,会在局部各处零星地反光。凸优化更接近那面天线;深度网络训练更接近那团锡纸。下面的图展示了在一条凸曲线上定义性的检验:滑动两个端点,你会注意到它们之间的直线弦永远不会低于曲线本身。

在机器学习中的应用凸目标函数在机器学习中依然重要:线性回归、岭回归、逻辑回归、SVM 的各种变体,以及许多子问题都是凸的。深度学习接着提出的问题是:当这些保证不复存在时,一阶方法究竟能走多远。
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