Research on New Global Optimization by Excluding Hyperspheres and Its Applications

排除超球面的新全局优化研究及其应用

基本信息

  • 批准号:
    08455175
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.94万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research treats the problem of optimizing (minimizing) the multi-dimensional Lipschitz function and applies the newly proposed optimization algorithm to neural network training. The key problem which has been unsolved is :Give an algorithm which tests if a union of N-dimensional open spheres covers another N-dimensional closed sphere. And if the closed sphere is not covered by the union of N-dimensional open spheres, give a point from the uncovered region.In this research, we completely solved this problem by developing a fundamental theorem named dimension reduction theorem which states that the covering condition can be reduced to a collection of similar conditions of lower dimension. This reduction theorem is based on a simple observation that the intersection of two spheres of dimension n becomes a sphere of dimension n-1. The covering test algorithm developed in this research judges the covering condition with the computational complexity of O (NK^<N+1>), where K is the number of open spheres. This algorithm repeatedly uses the dimension reduction theorem until the conditions become trivial.By using the proposed covering test algorithm, we also established a fast learning method for neural networks by developing an estimation method of Lipschitz constant for the neural network objective function.
本研究针对多维 Lipschitz 函数的优化(最小化)问题,并将新提出的优化算法应用于神经网络训练。尚未解决的关键问题是:给出一个算法来测试 N 维开球的并集是否覆盖另一个 N 维闭球。如果闭球没有被 N 维开球的并集覆盖,则从未覆盖的区域给出一个点。在这项研究中,我们通过发展一个称为降维定理的基本定理彻底解决了这个问题,该定理指出覆盖条件可以简化为较低维度的相似条件的集合。该简化定理基于一个简单的观察,即两个维度为 n 的球体的交集变成维度为 n-1 的球体。本研究开发的覆盖测试算法以O(NK^<N+1>)的计算复杂度来判断覆盖条件,其中K是开球的数量。该算法重复使用降维定理,直到条件变得微不足道。通过使用所提出的覆盖测试算法,我们还通过开发神经网络目标函数的Lipschitz常数估计方法,建立了神经网络的快速学习方法。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tsuyoshi Miyamura, Isao Yamada and Kohichi Sakaniwa: "Restricted Learning Algorithm and Its Application to Neural Network Training" Technical report of IEICE. NC91-5. 31-37 (1991)
Tsuyoshi Miyamura、Isao Yamada 和 Kohichi Sakaniwa:《限制学习算法及其在神经网络训练中的应用》IEICE 技术报告。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yamada,Sakaniwa: "Global Optimization based on Excluding Hypersphers" 第17回情報理論とその応用シンポジウム講演論文集. 29-32 (1994)
Yamada, Sakaniwa:“基于排除超球体的全局优化”第 17 届信息论及其应用研讨会论文集 29-32 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
山田,宮村,坂庭: "探索領域限定学習と非探索領域の改良" 電子情報通信学会論文誌(D-II). J77-DII. 1859-1881 (1994)
Yamada、Miyamura、Sakaniwa:“限制搜索领域的学习和非搜索领域的改进”电子、信息和通信工程师学会汇刊 (D-II) 1859-1881 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yamada,Sakaniwa: "Excluding Hypersphers for Global Optimization" Proc.of 1994 International Symposium on Information Theory and Its Applications. 757-762 (1994)
Yamada,Sakaniwa:“Exclusion Hypersphers for Global Optimization”Proc.of 1994 国际信息论及其应用研讨会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tsuyoshi Miyamura, Isao Yamada and Kohichi Sakaniwa: "Proposal of Restricted Learning and Its Application to Training of Neural Network" Proc.of SITA'90. 497-502 (1991)
Tsuyoshi Miyamura、Isao Yamada 和 Kohichi Sakaniwa:“限制学习的提议及其在神经网络训练中的应用”Proc.of SITA90。
  • DOI:
  • 发表时间:
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