Given an optimization problem, the Hessian matrix and its eigenspectrum can be used in many ways, ranging from designing more efficient second-order algorithms to performing model analysis and regression diagnostics. When nonlinear models and non-convex problems are considered, strong simplifying assumptions are often made to make Hessian spectral analysis more tractable. This leads to the question of how relevant the conclusions of such analyses are for more realistic nonlinear models. In this paper, we exploit deterministic equivalent techniques from random matrix theory to make a \emph{precise} characterization of the Hessian eigenspectra for a broad family of nonlinear models, including models that generalize the classical generalized linear models, without relying on strong simplifying assumptions used previously. We show that, depending on the data properties, the nonlinear response model, and the loss function, the Hessian can have \emph{qualitatively} different spectral behaviors: of bounded or unbounded support, with single- or multi-bulk, and with isolated eigenvalues on the left- or right-hand side of the bulk. By focusing on such a simple but nontrivial nonlinear model, our analysis takes a step forward to unveil the theoretical origin of many visually striking features observed in more complex machine learning models.


翻译:鉴于一个优化问题,赫森矩阵及其等离子光谱可以在许多方面使用,从设计更高效的第二阶算法到进行模型分析和回归诊断等一系列广泛的非线性模型。当考虑非线性模型和非线性问题时,往往会作出强有力的简化假设,使赫森光谱分析更加可移植。这导致这样的分析结论对于更现实的非线性模型的关联性问题。在本文中,我们利用随机矩阵理论的确定性等同技术,为非线性模型的大家庭(包括将典型的通用线性模型普遍化模型的模型,而不必依赖以前使用的强有力的简化假设)做出描述。我们表明,根据数据属性、非线性反应模型和损失函数,赫森可以有不同的光谱行为:有约束性或无约束性支持,有单倍或多倍的螺旋形模型,有非线性非线性非线性模型的描述,有非线性非线性模型的模型,以孤立的典型的直径直线性模型,在右前方或直径直径直径直径直径直径直径直径的模型中,以许多直径直径直径直径直径直径的模型的模型,在前向前向前向前向前向前向前走。我们最偏向前的模型,以许多方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向方向,以。我们。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
CTR预估专栏 | 一文搞懂DeepFM的理论与实践
AI前线
13+阅读 · 2018年7月6日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月11日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月10日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月7日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
VIP会员
相关VIP内容
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
CTR预估专栏 | 一文搞懂DeepFM的理论与实践
AI前线
13+阅读 · 2018年7月6日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员