Online Nonconvex Bilevel Optimization with Bregman Divergences
Auteurs : Jason Bohne, David Rosenberg, Gary Kazantsev, Pawel Polak
Résumé : Bilevel optimization methods are increasingly relevant within machine learning, especially for tasks such as hyperparameter optimization and meta-learning. Compared to the offline setting, online bilevel optimization (OBO) offers a more dynamic framework by accommodating time-varying functions and sequentially arriving data. This study addresses the online nonconvex-strongly convex bilevel optimization problem. In deterministic settings, we introduce a novel online Bregman bilevel optimizer (OBBO) that utilizes adaptive Bregman divergences. We demonstrate that OBBO enhances the known sublinear rates for bilevel local regret through a novel hypergradient error decomposition that adapts to the underlying geometry of the problem. In stochastic contexts, we introduce the first stochastic online bilevel optimizer (SOBBO), which employs a window averaging method for updating outer-level variables using a weighted average of recent stochastic approximations of hypergradients. This approach not only achieves sublinear rates of bilevel local regret but also serves as an effective variance reduction strategy, obviating the need for additional stochastic gradient samples at each timestep. Experiments on online hyperparameter optimization and online meta-learning highlight the superior performance, efficiency, and adaptability of our Bregman-based algorithms compared to established online and offline bilevel benchmarks.
Explorez l'arbre d'article
Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel
Recherchez des articles similaires (en version bêta)
En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.