基于知识蒸馏的异构联邦学习

Oct, 2023

Heterogeneous Federated Learning Using Knowledge Codistillation

Jared Lichtarge, Ehsan Amid, Shankar Kumar, Tien-Ju Yang, Rohan Anil...

TL;DR通过使用双向知识蒸馏方法，在具有不同性能的一部分客户端上训练较大的模型和整体池上训练较小的模型，实现不同领域之间的模型域转移，从而提高联邦平均算法的性能。该方法在图像分类和语言建模任务中表现出改进的效果，即使只有领域外或领域内有限的蒸馏数据可用。

Abstract

federated averaging, and many federated learning algorithm variants which build upon it, have a limitation: all clients must share the same model architecture. This results in unused modeling capacity on many clients, which limits model performance. To address this issue, we propose a

federated averaging model architecture knowledge distillation image classification language modeling

发现论文，激发创造

FedMD: 通过模型蒸馏实现异构联邦学习

本文利用迁移学习和知识蒸馏等方法，提出了一个通用的框架，使得联邦学习在每个参与者拥有自己的数据和独特的模型的情况下也能够实现。在 MNIST/FEMNIST 和 CIFAR10/CIFAR100 数据集上的试验中，与独立建模相比，该框架使得个体模型的测试准确度平均提高了 20％，并且只有少数几个百分点的下降。

Oct, 2019

FedDKD：基于分散式知识蒸馏的联邦学习

在神经网络中，联邦学习的性能通常受到数据分布的异构性的影响。本研究提出了一种新的联邦学习框架，配备了去中心化知识蒸馏（FedDKD）的过程，通过分布在本地的局部模型来训练全球模型，可以更有效地拟合神经网络映射平均值，来克服权重计算问题。实验证明，FedDKD 在一些极度异构的数据集上表现出更高的效率和更好的训练结果，优于现有的联邦学习算法。

May, 2022

异构联邦学习中的局部全局知识蒸馏与非独立同分布数据

该论文提出一种名为 FedGKD 的新方法，通过融合历史全局模型的知识进行本地训练，解决异构联邦学习中的客户端漂移问题，并在各种计算机视觉和自然语言处理数据集上进行广泛的实验和评估，达到了优于其他五种方法的结果。

Jun, 2021

FedAL: 由对抗学习启发的黑盒联邦知识蒸馏

本文提出了一种名为 FedAL 的基于对抗学习的联邦知识蒸馏方法，以解决不同客户端的数据异构性问题，通过使用服务器作为鉴别器指导客户端的本地模型训练，实现客户端之间的共识模型输出，并通过较少遗忘的正则化方法保证客户端之间的知识传递和学习能力。实验证明，FedAL 及其变体比其他联邦知识蒸馏方法具有更高的准确率。

Nov, 2023

基于知识蒸馏的通信高效联邦学习 (FedKD)

本研究提出了一种基于知识蒸馏的通信高效的联邦学习方法，通过在客户端上互相学习一个学生模型和一个教师模型，只共享学生模型以降低通信成本，并提出了一种基于奇异值分解的动态梯度逼近方法来进一步降低通信成本。实验表明，该方法能够有效减少通信成本并取得竞争性的结果。

Aug, 2021

通过本地和全局的蒸馏在非独立同分布数据上进行联邦学习

本文提出一种名为 FedND 的新型联邦学习算法，采用知识蒸馏优化模型训练过程，并在客户端使用自我蒸馏方法进行本地模型训练，在服务器端生成噪声样本用于蒸馏其他客户端，最终通过聚合本地模型获得全局模型，实验结果表明该算法不仅达到最佳性能，而且比现有的算法更具通信效率。

Jun, 2023

异构联邦学习的零数据知识蒸馏

该研究提出了一种无需原始数据即可解决异构 Federated Learning 问题的新方法，通过使用轻量级生成器来集成用户信息以调控本地训练，并在实验中表现出了更好的泛化能力。

May, 2021

领域差异感知蒸馏：联邦学习模型聚合

本文针对 Federated Learning 领域中存在的不同数据集之间的 Domain Discrepancy 挑战，分析了来源于知识蒸馏模型的聚合模型的泛化界限，并提出了一种基于 Domain Discrepancy Aware Distillation 的自适应知识聚合算法 FedD3A 来降低该界限，并在两个流行的跨域数据集上验证了该算法的有效性。

Oct, 2022

单一共享图像的联邦学习

通过改进知识蒸馏方法和引入一种自适应数据集修剪算法，我们提出一种新方法，在有限的共享数据集预算下，使用一幅图像成功地进行联邦学习，同时还可以训练异构的客户端架构。

Jun, 2024

基于知识蒸馏的模型无关联合学习

该研究考虑设计一个通用的 API 用于联邦学习，但发现大多数基于知识蒸馏的联邦学习协议表现不佳，因此提出了一个新的理论框架（联邦核岭回归）来解决模型和数据异构性的问题，并根据知识蒸馏设计了新的协议，通过实验验证了该框架的理论预测。

Oct, 2021