RI: Small: An Optimization Framework for Understanding Deep Networks
RI:小型:理解深度网络的优化框架
基本信息
- 批准号:1618485
- 负责人:
- 金额:$ 45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-07-01 至 2020-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The past few years have seen a dramatic increase in the performance of pattern recognition systems due to the introduction of deep neural networks. However, the mathematical reasons for this success remain elusive. A key challenge is that the problem of learning the parameters of a neural network is a non-convex optimization problem, which makes finding the globally optimal parameters extremely difficult. Another challenge is that there is currently very limited theory about how the network architecture should be constructed (i.e., number of layers, number of neurons per layer, connectivity patterns, etc.). The goal of this project is to develop an optimization framework that provides theoretical insights for the success of current network architectures and guides the design of novel architectures with guarantees of global optimality. This project will develop a mathematical framework for the analysis of a broad class of non-convex optimization problems, including matrix factorization, tensor factorization, and deep learning. In particular, this project will study the problem of minimizing the sum of a loss function and a regularization function, both of which can be non-convex, but should satisfy a certain "positive homogeneity" property. By properly designing positively homogeneous regularizers that constrain the "network size," this project aims to show that, under certain conditions, all local minima are globally optimal, and one can find a global minimum from any initialization using a local descent strategy. A deeper understanding of the mathematical properties of deep networks will impact not only machine learning and optimization, where our understanding of non-convex problems continues to be very limited, but also application areas such as computer vision, speech and natural language processing, where deep networks currently give state-of-the-art results.
在过去的几年中,由于引入了深层神经网络,模式识别系统的性能急剧提高。但是,这一成功的数学原因仍然难以捉摸。一个关键的挑战是,学习神经网络参数的问题是一个非凸优化问题,这使得找到全球最佳参数极为困难。另一个挑战是,当前关于如何构建网络体系结构的理论非常有限(即,层数,每层神经元的数量,连接模式等)。该项目的目的是开发一个优化框架,该框架为当前网络体系结构的成功提供了理论见解,并通过保证全球最优性来指导新型体系结构的设计。该项目将开发一个数学框架,用于分析一类广泛的非凸优化问题,包括矩阵分解,张量分解和深度学习。特别是,该项目将研究最小化损失函数和正则化函数总和的问题,这两种函数都可以是非凸的,但应满足某些“正同质性”特性。通过正确设计限制“网络大小”的正质量正规化器,该项目旨在表明,在某些条件下,所有本地最小值都是全球最佳的,并且可以使用本地下降策略从任何初始化中找到全球最小值。对深网的数学特性的更深入的了解不仅会影响机器学习和优化,在这种情况下,我们对非凸问题的理解仍然非常有限,而且还会影响应用领域,例如计算机视觉,语音和自然语言处理,而深层网络目前为最先进的结果提供了最新的结果。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Rene Vidal其他文献
Rene Vidal的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Rene Vidal', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: SCH: Multimodal Algorithms for Motor Imitation Assessment in Children with Autism
合作研究:SCH:自闭症儿童运动模仿评估的多模式算法
- 批准号:
2124277 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Transferable, Hierarchical, Expressive, Optimal, Robust, Interpretable Networks
协作研究:可转移、分层、富有表现力、最优、稳健、可解释的网络
- 批准号:
2031985 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Continuing Grant
HDR TRIPODS: Institute for the Foundations of Graph and Deep Learning
HDR TRIPODS:图形和深度学习基础研究所
- 批准号:
1934979 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Continuing Grant
III: Medium: Non-Convex Methods for Discovering High-Dimensional Structures in Big and Corrupted Data
III:媒介:在大数据和损坏数据中发现高维结构的非凸方法
- 批准号:
1704458 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: Sparse and Low Rank Methods for Imbalanced and Heterogeneous Data
CIF:小型:协作研究:针对不平衡和异构数据的稀疏和低秩方法
- 批准号:
1618637 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
RI: Small: Object Detection, Pose Estimation, and Semantic Segmentation Using 3D Wireframe Models
RI:小:使用 3D 线框模型进行物体检测、姿势估计和语义分割
- 批准号:
1527340 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Continuing Grant
BIGDATA: F: DKA: Learning a Union of Subspaces from Big and Corrupted Data
BIGDATA:F:DKA:从大数据和损坏数据中学习子空间并集
- 批准号:
1447822 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
Geometry and Statistics on Spaces of Dynamical Systems for Pattern Recognition in High-Dimensional Time Series
用于高维时间序列模式识别的动力系统空间的几何和统计
- 批准号:
1335035 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
RI: Small: Structured Sparse Conditional Random Fields Models for Joint Categorization and Segmentation of Objects.
RI:小型:用于对象联合分类和分割的结构化稀疏条件随机场模型。
- 批准号:
1218709 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
CDI-Type I: Collaborative Research: A Bio-Inspired Approach to Recognition of Human Movements and Movement Styles
CDI-I 型:协作研究:识别人类运动和运动风格的仿生方法
- 批准号:
0941463 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
局部晚期非小细胞肺癌患者预后导向的放射治疗计划优化策略的研究
- 批准号:82303947
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
小微企业所得税优惠政策的实施效果及优化路径研究
- 批准号:72373018
- 批准年份:2023
- 资助金额:41.00 万元
- 项目类别:面上项目
双中心引力场中的小推力转移轨迹优化研究
- 批准号:12302058
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
高维小失效概率下的涡轮盘疲劳寿命可靠性优化设计方法研究
- 批准号:12302154
- 批准年份:2023
- 资助金额:30.00 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
新型抗具核梭杆菌小分子抑制剂作为抗结直肠癌药物的发现、优化与作用机制研究
- 批准号:22377145
- 批准年份:2023
- 资助金额:50.00 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
RI: Small: Taming Massive Pre-trained Models under Label Scarcity via an Optimization Lens
RI:小型:通过优化镜头在标签稀缺的情况下驯服大量预训练模型
- 批准号:
2226152 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Advancing Theory and Practice of Trustworthy Machine Learning via Bi-Level Optimization
合作研究:RI:小型:通过双层优化推进可信机器学习的理论和实践
- 批准号:
2207052 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Advancing Theory and Practice of Trustworthy Machine Learning via Bi-Level Optimization
合作研究:RI:小型:通过双层优化推进可信机器学习的理论和实践
- 批准号:
2207053 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
RI: Small: The TAO algorithm: principled, efficient optimization of decision trees, forests, tree-based neural nets, and beyond
RI:小:TAO 算法:决策树、森林、基于树的神经网络等的原则性、高效优化
- 批准号:
2007147 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant
RI: Small: Robotic Path Planning to Reveal Wireless Rays - A New Foundation for the Optimization of Networked Robotic Operations
RI:小型:揭示无线射线的机器人路径规划 - 优化网络机器人操作的新基础
- 批准号:
2008449 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 45万 - 项目类别:
Standard Grant