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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/98941| 標題: | 樂觀梯度下降上升法於相對利普希茨條件下求解最佳化問題之研究 A Research on Relative Lipschitzness in Optimistic Gradient Descent Ascent Method for Solving Optimization Problems |
| 作者: | 潘宇泰 Yu-Tai Pan |
| 指導教授: | 黃道宏 Kevin Dowhon Huang |
| 關鍵字: | 凸最佳化,Fenchel轉換,有限總和最佳化,隨機最佳化,加速算法, convex optimization,Fenchel transformation,finite-sum optimization,stochastic optimization,acceleration, |
| 出版年 : | 2025 |
| 學位: | 碩士 |
| 摘要: | 本研究從[10]所提出的相對利普希茨觀點出發,提出兩種基於樂觀梯度下降上升法(Optimistic Gradient Descent Ascent Method, OGDA)的演算法,分別對應於一般最佳化問題與有限總和最佳化問題。
第一個演算法針對光滑且強凸的目標函數,透過Fenchel共軛轉換將原問題改寫為鞍點問題,再把OGDA詮釋為近端算法(Proximal Point)的一種變形。我們證明此方法可達到一階方法中最佳的迭代複雜度O(√(L/μ)log(1/ε))。 第二個演算法設計於有限總和形式的最佳化問題中,每次迭代僅隨機抽取一個光滑的子函數進行更新。我們構造了一種隨機版本的OGDA,並證明在各子函數具有不同平滑常數L_i的情況下,仍能達到收斂速率O((n+(Σ_{i=1}^n √(L_i))/√(nμ))*log((γε_0)/ε)),其中γ:=1+(Σ_{i=1}^n L_i)/(nμ)。 最後,我們設計問題進行實驗驗證。結果顯示提出的OGDA變體具加速收斂效果。 In this research, we develop and analyze two variants of the Optimistic Gradient Descent Ascent (OGDA) algorithm through the lens of relative Lipschitzness, a structural condition introduced by [10]. We first consider the setting of Lipschitz gradient and strongly convex minimization problems and reformulate them as structured convex-concave saddle-point problems using Fenchel duality. Within this formulation, we show that OGDA achieves the optimal iteration complexity of O(√(L/μ)log(1/ε)). Inspired by the finite-sum framework studied in [16], the second algorithm targets the finite-sum setting, where the objective function is expressed as an average of n convex component functions with Lipschitz continuous gradients. We develop a new algorithm based on OGDA, mirroring the structure used in the single-function setting. Our analysis demonstrates that in the finite-sum case, the proposed method achieves a convergence rate of O((n+(Σ_{i=1}^n √(L_i))/√(nμ))*log((γε_0)/ε)), where γ:=1+(Σ_{i=1}^n L_i)/(nμ). Finally, we validate the effectiveness of our approach through numerical experiments. |
| URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/98941 |
| DOI: | 10.6342/NTU202504117 |
| 全文授權: | 同意授權(全球公開) |
| 電子全文公開日期: | 2025-08-21 |
| 顯示於系所單位: | 工業工程學研究所 |
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|---|---|---|---|
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