CIF: Medium: Collaborative Research: Theory of Optimization Geometry and Algorithms for Neural Networks
CIF:媒介:协作研究:神经网络优化几何理论和算法
基本信息
- 批准号:1901199
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Deep learning has attracted a significant amount of interest in recent years due to its widespread applicability in computer vision, artificial intelligence and natural language processing, alongside recent strides in autonomous driving. The theoretical underpinnings behind such success, however, remain elusive to a large extent, hindering its further adoption in other applications. This project aims to advance the theoretical foundations of training neural networks in terms of optimization landscape and algorithmic efficacy, which in turn should have a measurable impact on the practice of deep learning by providing guiding principles for network design, algorithm selection, hyperparameter tuning, and adversarial training. This project adopts an interdisciplinary approach fusing ideas from machine learning, optimization, statistical signal processing, high-dimensional statistics, nonparametric statistics, and information theory. This project will likewise develop courses and tutorials on theoretical foundations of large-scale machine learning and provide extensive training opportunities for students at all levels.This project aims to develop a comprehensive theory to characterize the optimization landscape and geometry of loss functions and algorithmic regularizations of major neural network training problems, and explore how the network architecture---including depth, width, and activation functions---affect these properties, thus providing guidelines for the design of algorithms to train these networks more efficiently with theoretical performance guarantees. The project will explore the geometric properties and their impact on the optimization performance in training multi-layer neural networks, auto-encoders, generative adversarial networks, and adversarial training involving non-convex and saddle-point problems.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
近年来,由于其在计算机视觉,人工智能和自然语言处理中的广泛适用性以及最近在自主驾驶方面的进步,深度学习引起了极大的兴趣。但是,这种成功背后的理论基础在很大程度上仍然难以捉摸,阻碍了其在其他应用中的进一步采用。该项目旨在从优化景观和算法效力方面推进培训神经网络的理论基础,这反过来又应通过为网络设计,算法选择,高音计算和高级参数调整以及算法和高级学习原理产生可衡量的对深度学习实践的影响。对抗训练。该项目采用了一种跨学科的方法,从机器学习,优化,统计信号处理,高维统计,非参数统计和信息理论融合了思想。该项目同样将在大规模机器学习的理论基础上开发课程和教程,并在各个级别为学生提供广泛的培训机会。该项目旨在开发一个全面的理论,以表征损失功能的优化景观和几何形式以及算法正常的几何形式主要的神经网络培训问题,并探讨网络体系结构如何(包括深度,宽度和激活功能)如何影响这些属性,从而为设计算法设计指南,以通过理论性能保证更有效地训练这些网络。该项目将探索几何特性及其对培训多层神经网络,自动编码器,生成对抗网络以及涉及非convex和saddle Point问题的对抗性培训的影响的影响。使用基金会的知识分子优点和更广泛的审查标准,通过评估被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
SoteriaFL: A Unified Framework for Private Federated Learning with Communication Compression
- DOI:10.48550/arxiv.2206.09888
- 发表时间:2022-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhize Li;Haoyu Zhao;Boyue Li;Yuejie Chi
- 通讯作者:Zhize Li;Haoyu Zhao;Boyue Li;Yuejie Chi
Communication-Efficient Distributed Optimization in Networks with Gradient Tracking and Variance Reduction
- DOI:
- 发表时间:2019-09
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Boyue Li;Shicong Cen;Yuxin Chen;Yuejie Chi
- 通讯作者:Boyue Li;Shicong Cen;Yuxin Chen;Yuejie Chi
Asynchronous Gradient Play in Zero-Sum Multi-agent Games
- DOI:10.48550/arxiv.2211.08980
- 发表时间:2022-11
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Ruicheng Ao;Shicong Cen;Yuejie Chi
- 通讯作者:Ruicheng Ao;Shicong Cen;Yuejie Chi
Manifold Gradient Descent Solves Multi-Channel Sparse Blind Deconvolution Provably and Efficiently
流形梯度下降可证明且高效地解决多通道稀疏盲反卷积问题
- DOI:10.1109/tit.2021.3075148
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Shi, Laixi;Chi, Yuejie
- 通讯作者:Chi, Yuejie
Nonconvex Optimization Meets Low-Rank Matrix Factorization: An Overview
- DOI:10.1109/tsp.2019.2937282
- 发表时间:2019-10-15
- 期刊:
- 影响因子:5.4
- 作者:Chi, Yuejie;Lu, Yue M.;Chen, Yuxin
- 通讯作者:Chen, Yuxin
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Yuejie Chi其他文献
Settling the Sample Complexity of Model-Based Offline Reinforcement Learning
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Yuting Wei
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Yuejie Chi
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2318441 - 财政年份:2023
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职业:几何约束下高维信号处理的鲁棒方法
- 批准号:
1818571 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
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$ 40万 - 项目类别:
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Collaborative Research: CIF-Medium: Privacy-preserving Machine Learning on Graphs
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2402817 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CIF-Medium: Privacy-preserving Machine Learning on Graphs
合作研究:CIF-Medium:图上的隐私保护机器学习
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2402816 - 财政年份:2024
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$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CIF:Medium:Theoretical Foundations of Compositional Learning in Transformer Models
合作研究:CIF:Medium:Transformer 模型中组合学习的理论基础
- 批准号:
2403074 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant