論文の概要: Revisiting Inexact Fixed-Point Iterations for Min-Max Problems: Stochasticity and Structured Nonconvexity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05071v2
- Date: Mon, 12 Aug 2024 23:43:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 22:55:00.571338
- Title: Revisiting Inexact Fixed-Point Iterations for Min-Max Problems: Stochasticity and Structured Nonconvexity
- Title(参考訳): Min-Max問題に対する不正確な固定点反復の再検討:確率性と構造的非凸性
- Authors: Ahmet Alacaoglu, Donghwan Kim, Stephen J. Wright,
- Abstract要約: 1L 1$は、マルチレベルなCarloイテレーションであっても、最先端の問題を改善するために使用できることを示す。
解に関する唯一のホールドが新しい1L 1$理論である場合、不正確なハルパーネス推定器を1L 1$で解析する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.427215139020632
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We focus on constrained, $L$-smooth, potentially stochastic and nonconvex-nonconcave min-max problems either satisfying $\rho$-cohypomonotonicity or admitting a solution to the $\rho$-weakly Minty Variational Inequality (MVI), where larger values of the parameter $\rho>0$ correspond to a greater degree of nonconvexity. These problem classes include examples in two player reinforcement learning, interaction dominant min-max problems, and certain synthetic test problems on which classical min-max algorithms fail. It has been conjectured that first-order methods can tolerate a value of $\rho$ no larger than $\frac{1}{L}$, but existing results in the literature have stagnated at the tighter requirement $\rho < \frac{1}{2L}$. With a simple argument, we obtain optimal or best-known complexity guarantees with cohypomonotonicity or weak MVI conditions for $\rho < \frac{1}{L}$. First main insight for the improvements in the convergence analyses is to harness the recently proposed $\textit{conic nonexpansiveness}$ property of operators. Second, we provide a refined analysis for inexact Halpern iteration that relaxes the required inexactness level to improve some state-of-the-art complexity results even for constrained stochastic convex-concave min-max problems. Third, we analyze a stochastic inexact Krasnosel'ski\u{\i}-Mann iteration with a multilevel Monte Carlo estimator when the assumptions only hold with respect to a solution.
- Abstract(参考訳): 我々は、制約付き$L$-smooth、潜在的に確率的かつ非凸的 min-max 問題に、$\rho$-cohypomonotonicity を満たすか、$\rho$-weakly Minty Variational Inequality (MVI) に対する解を認めるかのいずれかに焦点を当てる。
これらの問題クラスには、2つのプレイヤー強化学習、相互作用支配的なmin-max問題、古典的なmin-maxアルゴリズムが失敗する特定の合成テスト問題が含まれる。
一階法は$\rho$より大きい$\frac{1}{L}$を許容できると推測されているが、文献の既存の結果はより厳密な要求$\rho < \frac{1}{2L}$で停滞している。
簡単な議論で、$\rho < \frac{1}{L}$ に対して、コハイモノニック性あるいは弱 MVI 条件で最適あるいは最もよく知られた複雑性を保証する。
収束解析の改善に関する第一の洞察は、最近提案された$\textit{conic nonexpansiveness}$ property of operatorである。
第二に, 制約付き確率凸凸 min-max 問題においても, 必要な不正確なレベルを緩和し, 技術的複雑性を改善する不正確なHalpern 反復に対する洗練された解析を行う。
第三に、仮定が解に関してのみ成り立つとき、マルチレベルモンテカルロ推定器を用いて確率的不変Krasnosel'ski\u{\i}-Mann反復を解析する。
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