几种面向卷积神经网络的L-BFGS优化器研究

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目前,面向卷积神经网络(CNN)的二阶优化器的研究工作还相对较少。本文针对求解CNN模型优化问题的L-BFGS优化器,围绕如何提高稳健性和运算效率等方面开展研究。首先,通过对常用的L-BFGS算法中的下降步长进行限制,以及为CNN模型问题的代价函数添加正则项,克服了L-BFGS优化器使用过程中可能出现的数值溢出等不稳定现象。接着,为进一步提高L-BFGS优化器的运算效率,提出了两种加速方法。第一种方法通过将模型参数划分为两部分,对归属于不同部分的参数分别采用不同的方式进行更新,并针对三种不同的划分方式给出了相应的数值实验,结果表明方式二加速最明显。第二种方法基于当前硬件环境的特性,并结合L-BFGS算法和TensorFlow的运行特点,通过更底层的CUDA,设计了两种新的数据结构,数值实验表明新的L-BFGS优化器具有更高的的运行效率。
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