論文の概要: BALPA: A Balanced Primal-Dual Algorithm for Nonsmooth Optimization with
Application to Distributed Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02835v1
- Date: Tue, 6 Dec 2022 09:18:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-07 18:03:12.351253
- Title: BALPA: A Balanced Primal-Dual Algorithm for Nonsmooth Optimization with
Application to Distributed Optimization
- Title(参考訳): balpa:非スムース最適化のためのバランス付き原始双対アルゴリズムと分散最適化への応用
- Authors: Luyao Guo, Jinde Cao, Xinli Shi, Shaofu Yang
- Abstract要約: 等式制約のある合成最適化問題に対して,新しい原始二元近位分割アルゴリズム (PD-PSA) を提案する。
BALPAでは、二重更新は時間変化の二次関数の近点として設計され、原始的および二重更新の実装のバランスをとる。
本稿では,BALPA(S-BALPA)のバージョンを提案し,新たな分散最適化アルゴリズムの開発にBALPAを適用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 39.67743321086165
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this paper, we propose a novel primal-dual proximal splitting algorithm
(PD-PSA), named BALPA, for the composite optimization problem with equality
constraints, where the loss function consists of a smooth term and a nonsmooth
term composed with a linear mapping. In BALPA, the dual update is designed as a
proximal point for a time-varying quadratic function, which balances the
implementation of primal and dual update and retains the proximity-induced
feature of classic PD-PSAs. In addition, by this balance, BALPA eliminates the
inefficiency of classic PD-PSAs for composite optimization problems in which
the Euclidean norm of the linear mapping or the equality constraint mapping is
large. Therefore, BALPA not only inherits the advantages of simple structure
and easy implementation of classic PD-PSAs but also ensures a fast convergence
when these norms are large. Moreover, we propose a stochastic version of BALPA
(S-BALPA) and apply the developed BALPA to distributed optimization to devise a
new distributed optimization algorithm. Furthermore, a comprehensive
convergence analysis for BALPA and S-BALPA is conducted, respectively. Finally,
numerical experiments demonstrate the efficiency of the proposed algorithms.
- Abstract(参考訳): 本稿では、損失関数が滑らかな項と線形写像からなる非滑らかな項からなるような等式制約を持つ合成最適化問題に対して、BALPAと呼ばれる新しい原始二元近位分割アルゴリズム(PD-PSA)を提案する。
BALPAでは、二重更新は時間変化の二次関数の近点として設計されており、これは原始的および二重更新の実装のバランスを保ち、古典的なPD-PSAの近接誘導特性を保持する。
さらに、この均衡により、線形写像のユークリッドノルムや等式制約写像が大きい複合最適化問題に対する古典的なpd-psasの非効率性が排除される。
したがって、BALPAは単純な構造と古典的なPD-PSAの実装の利点を継承するだけでなく、これらのノルムが大きくなると高速収束を保証する。
さらに,BALPA(S-BALPA)の確率的バージョンを提案し,BALPAを分散最適化に適用し,新しい分散最適化アルゴリズムを提案する。
さらに,BALPAとS-BALPAの総合収束解析を行った。
最後に,提案アルゴリズムの効率性を示す数値実験を行った。
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