Fixup initializationの理論解析:学習の高速化とResNetの汎化能力向上

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2019-06-10
• タイトル: Fixup initializationの理論解析:学習の高速化とResNetの汎化能力向上
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Theoretical Analysis of the Fixup Initialization for Fast Convergence and High Generalization Ability
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 奈良先端科学技術大学院大学情報科学領域
• 著者所属: 奈良先端科学技術大学院大学情報科学領域
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Information Science, Nara Institute of Science and Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Information Science, Nara Institute of Science and Technology
• 著者名: 古庄, 泰隆; 池田, 和司
• 著者名(英): Yasutaka, Furusho; Kazushi, Ikeda
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: FixupはResNetのパラメータの新しい初期化方法で,確率的勾配降下法で大きな学習率を設定できるため学習が高速化し,さらにResNetの汎化能力も向上することが実験的に知られている．しかしながらその理由は明らかではない．学習が収束するための学習率と汎化能力は損失関数の形状,特に初期値時点でのヘッセ行列の最大固有値に関係する．そこで本研究ではnXup及び従来手法であるHeの方法で初期化したResNetのヘッセ行列の最大固有値を計算した．その結果fixupではヘッセ行列がスパースになり,最大固有値は層の数に対して高々平方根で増加する．一方でHeの初期化は最大固有値が層の数に対して指数的に増加する.Fixupのこの小さな最大固有値が学習を高速化しResNetの汎化性能を向上させる．数値実験も上記の理論結果と一致することを確認した．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: The Fixup initialization is a new initialization method of ResNet for a fast convergence with a high learning rate of SGD and a high generalization ability. However, the reasons for its high performance are not clear. Both the learning rate and the generalization ability are affected by the loss landscape at initialization, that is, the maximum eigenvalue of the Hessian matrix. Thus, we calculated the maximum eigenvalue of the ResNet and found that the maximum eigenvalue with the Fixup initialization has at most the square root order with respect to the depth of the ResNet while that with the He initialization has the exponential order. This small eigenvalue leads to a fast convergence with a high learning rate of SGD and a high generalization ability.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10505667
• 書誌情報: 研究報告数理モデル化と問題解決（MPS）; 巻 2019-MPS-123, 号 29, p. 1-6, 発行日 2019-06-10
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8833
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会