基于差分修正的深度学习优化器

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当前深度学习发展迅速,深度模型的参数量和样本数量越来越大,这对模型的训练是一个巨大的考验。深度学习研究人员期望能开发出一种,使模型收敛速度快且收敛精度高的优化算法。基于这个背景,我们提出了新的学习率非自适应优化算法RSGDM和学习率自适应优化算法DAdam。我们从理论上分析了,当前深度学习优化器中广泛使用的指数滑动平均法会带来一定的偏差,并且提出了基于差分修正的方法,本文从理论上证明了基于差分修正后可以降低偏差。我们基于差分修正的思想改进了SGDM算法和Adam算法,提出了我们的RSGDM和DAdam算法。我们在CIFAR-10和CIFAR-100数据集上使用RSGDM优化算法和SGDM优化算法训练Res Net18和Res Net50模型,实验证明我们的RSGDM算法有着更高的收敛精度。我们给出了DAdam算法的非凸优化和凸优化的收敛性分析,其中对凸优化情况给出了详细的收敛证明。最后我们分别从图像分类、语言建模和目标检测三个任务上,实验对比了DAdam算法和其他几种当前最流行的深度学习优化算法,这包括SGD、Adam、Ada Bound、RAdam、Ada Belief算法,其中图像分类使用CIFAR-10、CIFAR-100、Image Net数据集和VGG11、Res Net18、Dense Net121模型,语言建模任务使用Penn Treebank数据集和一二三层LSTM模型,目标检测任务使用PASCAL VOC数据集和Faster-RCNN+FPN模型,实验显示我们的DAdam算法在三种任务上都能有出色的表现。
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