异构联邦学习:现状与研究挑战
TiFL是一种基于层级的联邦学习系统,利用自适应层级选择方法解决传统联邦学习系统中由于资源和数据的异质性带来的进度延迟问题,实验结果表明TiFL在各种异质性条件下比传统FL的性能更好。
Jan, 2020
本文提出名为HeteroFL的新型联邦学习框架,旨在解决具有非常不同计算和通信能力的异构客户端的问题,并通过几种策略增强FL训练。通过在三个数据集上进行五个计算复杂性级别的三种模型架构的广泛实证评估,通过自适应分配子网络来提高FL训练的计算和通信效率。
Oct, 2020
我们研究了数据异质性对联邦学习的影响,发现许多之前的联邦学习方法并没有深入探讨不同类型的数据异质性以及这些异质性如何影响参与客户端的准确性表现。我们研究发现,当前设置中的数据异质性不一定是问题,事实上,它对FL参与者有益。
Sep, 2022
本文提出了第一个针对不同客户的异构和相关可用性的FedAvg类FL算法的收敛分析,发现相关性如何不利地影响算法的收敛速率,并且介绍了一种新的算法CA-Fed,在最大化收敛速度和最小化模型偏差之间寻求平衡,同时忽略了可用性低和相关性大的客户。实验结果表明,CA-Fed在合成数据集和实际数据集上比AdaFed和F3AST等现有算法具有更高的时间平均准确性和更低的标准差。
Jan, 2023
机器学习的未来在于边缘计算,用于数据收集和训练,联邦学习是实现这一目标的一种方法。本文提出了一种新的聚合框架,用于解决联邦优化中的计算异构性问题,包括异构数据和本地更新,并从理论和实验的角度进行了广泛的分析。
Jul, 2023
联邦学习是一种机器学习方法,可以在持有本地数据样本的多个分散边缘设备之间进行协作模型训练,而无需交换这些样本。本报告探讨了非独立非同分布的数据与异构数据带来的问题,并探索了目前设计用于解决这些挑战的算法。
Jan, 2024
异构联邦学习领域中,关键挑战是在具有不同数据分布、模型结构、任务目标、计算能力和通信资源的多个客户端之间高效协作训练模型。本文首先概述了异构联邦学习的基本概念,并从数据、模型、任务、设备和通信五个方面总结了在联邦学习中的研究挑战。此外,我们探讨了现有最先进的方法如何应对异构联邦学习的异质性,并将这些方法在数据级别、模型级别和架构级别进行分类和回顾。随后,本文详细讨论了在异构联邦学习环境中的隐私保护策略。最后,本文讨论了目前存在的开放问题和未来研究方向,旨在推动异构联邦学习的进一步发展。
May, 2024
本研究针对联邦学习中的数据异质性问题,提出了相应的解决方案,以提高模型在制造和共享生产环境中的有效性。文章系统地分析了异质性的类型及其对模型训练的影响,并提出个性化建模、稳健聚合技术等新策略,以增强模型的鲁棒性和训练的公平性,推动工业4.0背景下的联邦学习发展。
Aug, 2024
本研究解决了联邦学习中因本地数据统计异构性导致模型性能不佳的问题。提出的DynamicFL框架通过根据数据的统计特征动态分配通信资源,以在减少通信成本的同时提升全球模型性能。实验结果表明,与现有方法相比,DynamicFL模型准确性提高了10%,展示了其在应对数据统计异构性挑战中的适应性和有效性。
Sep, 2024
本研究解决了现有联邦学习(FL)框架在异构性和安全性方面的不足,提出了一个名为APPFL的可扩展框架及基准套件。APPFL不仅提供了全面的解决方案,还具备灵活性,能够轻松整合新算法或适应新应用。通过多项实验,证明了APPFL在通信效率、隐私保护、计算性能和资源利用率等方面的出色能力。
Sep, 2024