联邦学习中客户选择的综合调查

Nov, 2023

A Comprehensive Survey On Client Selections in Federated Learning

Ala Gouissem, Zina Chkirbene, Ridha Hamila

TL;DR联邦学习是机器学习领域中迅速发展的领域，允许数据在多个分散设备上进行训练。客户端选择是整个系统性能的关键因素。本调查综述了联邦学习中最先进的客户端选择技术，包括它们的优点、局限性以及需解决的挑战和开放问题。我们涵盖了传统的选择技术，例如随机选择，其中选择所有或部分随机的客户端进行训练。我们还涵盖了面向性能和面向资源的选择，适用于资源受限和异构网络。我们还讨论了客户端选择在模型安全增强中的使用。最后，我们讨论了动态约束和异构网络中的客户端选择相关的开放问题和挑战。

Abstract

federated learning (FL) is a rapidly growing field in machine learning that allows data to be trained across multiple decentralized devices. The selection of clients to participate in the training process is a critical factor for the performance of the overall system. In this survey, w

federated learning client selection performance-aware selections resource-aware selections model security enhancement

发现论文，激发创造

联邦学习中客户选择的系统文献综述

该研究系统综述了联邦学习中客户端选择的挑战、解决方案和评估指标，研究发现主要挑战为异构性、资源分配、通讯成本和公平性，常用的解决方案是改进随机选择算法并评估测试准确率与通讯轮数之间的关系。

Jun, 2023

联邦学习中客户选择前沿的快照

本文提出了一种客户端选择的分类法，以便比较不同的方法，旨在在机器学习这个有前途的领域中，为未来的研究提供方向。

Sep, 2022

为联邦学习选择公平感知的客户

通过 Lyapunov 优化的公平感知联邦用户选择（FairFedCS）方法可以在联邦学习中动态调整联邦用户的选择概率，根据联邦用户的声誉、参与联邦任务的次数和对最终模型性能的贡献，共同考虑性能和公平性。在真实的多媒体数据集上进行的大量实验表明，FairFedCS 平均实现了 19.6% 更高的公平性和 0.73% 更高的测试准确性，超过了最佳性能的现有方法。

Jul, 2023

通过客户端筛选加速联合学习的 FilFL

介绍了一种名为 FilFL 的方法，它是一种优化联邦学习中客户端选择和训练的新方法，它首先通过选择最大化特定目标函数的子集来过滤活跃的客户端，然后应用客户端选择方法。经验结果表明，该方法具有诸多优势，包括提高学习效率、加速收敛、提高测试准确率等方面。

Feb, 2023

移动联邦学习网络的多层客户端选择

提出了一种称为 SocFedCS 的新的基于 Lyapunov 优化的优化客户端选择方案，其通过信任网络在移动联邦学习网络中最小化成本并训练高质量的联邦学习模型，在四个真实世界的多媒体数据集上的实验表明，它的平均测试准确率比最佳基线高 2.06％，成本低 12.24％。

May, 2023

具有易失客户机的联邦学习随机客户端选择

本研究考虑了在波动性环境下客户端选择问题，旨在在有效参与和公平性的联合考虑下解决权衡问题，提出 E3CS 方案以解决此问题，并通过实验验证其有效性。

Nov, 2020

异步无线联邦学习与概率客户端选择

通过联邦学习解决异步模式下的执行阻塞问题，提出利用概率选择客户端和带宽分配来优化异步联邦学习的收敛速度和移动能源消耗的问题，并通过实验验证了该方法的优越性。

Nov, 2023

联邦学习中的客户端选择：收敛分析和选择策略

本文研究了在偏置客户端选择策略下的联邦学习的收敛性，并量化了选择偏差对收敛速度的影响。作者提出了 Power-of-Choice 这个通信和计算效率高的客户端选择框架，能够在收敛速度和解决方案偏差之间灵活地平衡。实验证明使用 Power-of-Choice 策略收敛速度可提高至多 3 倍，测试准确度可提高 10％，相比随机选择基线有明显的提高。

Oct, 2020

联邦学习能找到有益的朋友

该研究提出了一种新的算法，为参与联邦学习训练的客户分配自适应聚合权重，识别出最有利于特定学习目标的数据分布，实验证明通过该算法引导的合作在传统的联邦学习方法上取得了更好的表现，强调了客户选择的重要性。

Feb, 2024

联邦学习服务的多准则客户选择和调度以确保公平性

通过多准则客户选择和调度方案，我们提出了一种具有公平性保证的联邦学习方案，包括两个阶段：初步客户池选择和每轮客户调度。我们通过建立一个基于多个准则的客户选择度量，如客户资源、数据质量和客户行为，来解决在给定预算下最大化选定客户整体得分的初始客户池选择问题，并通过贪婪算法求解该问题。为了保证公平性，我们进一步将每轮客户调度问题形式化，并提出一种启发式算法，将客户池分为多个子集，以确保每个客户至少被选择一次，同时确保子集中的整合数据集接近于独立且相同分布。我们的实验结果表明，该方案可以提高模型质量，特别是在非独立分布的数据情况下。

Dec, 2023