This paper settles an open and challenging question pertaining to the design of simple high-order regularization methods for solving smooth and monotone variational inequalities (VIs). A VI involves finding $x^\star \in \mathcal{X}$ such that $\langle F(x), x - x^\star\rangle \geq 0$ for all $x \in \mathcal{X}$ and we consider the setting where $F: \mathbb{R}^d \mapsto \mathbb{R}^d$ is smooth with up to $(p-1)^{th}$-order derivatives. For $p = 2$,~\citet{Nesterov-2006-Constrained} extended the cubic regularized Newton's method to VIs with a global rate of $O(\epsilon^{-1})$.~\citet{Monteiro-2012-Iteration} proposed another second-order method which achieved an improved rate of $O(\epsilon^{-2/3}\log(1/\epsilon))$, but this method required a nontrivial binary search procedure as an inner loop. High-order methods based on similar binary search procedures have been further developed and shown to achieve a rate of $O(\epsilon^{-2/(p+1)}\log(1/\epsilon))$. However, such search procedure can be computationally prohibitive in practice and the problem of finding a simple high-order regularization methods remains as an open and challenging question in optimization theory. We propose a $p^{th}$-order method that does \textit{not} require any binary search procedure and prove that it can converge to a weak solution at a global rate of $O(\epsilon^{-2/(p+1)})$. A lower bound of $\Omega(\epsilon^{-2/(p+1)})$ is also established to show that our method is optimal in the monotone setting. A version with restarting attains a global linear and local superlinear convergence rate for smooth and strongly monotone VIs. Moreover, our method can achieve a global rate of $O(\epsilon^{-2/p})$ for solving smooth and non-monotone VIs satisfying the Minty condition; moreover, the restarted version again attains a global linear and local superlinear convergence rate if the strong Minty condition holds.


翻译:本文解决了一个与设计解决平滑和单质变异的简单高阶常规化方法(VIs) 有关的开放和具有挑战性的问题。 一个 VI 涉及找到 $x_star\ star\ in\ mathcal{X} $, 美元xx, x - x\star\rangle\ geq 0美元, 美元xx \ mathcal{x} 美元。 我们考虑一个设置, 美元:\\ mathb{R_ d\ mathb{ R ⁇ d$ 平滑到 $( p-1) 美元 和单质变异的 美元 。 美元=xxxxxxxx, xxxxxxstars\ ranglegleglex 美元, 美元xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19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
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月16日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员