論文の概要: Multi-Center Federated Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.08647v1
• Date: Thu, 19 Aug 2021 12:20:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-08-20 14:23:06.007587
• Title: Multi-Center Federated Learning
• Title（参考訳）: マルチセンターフェデレーションラーニング
• Authors: Ming Xie, Guodong Long, Tao Shen, Tianyi Zhou, Xianzhi Wang, Jing Jiang, Chengqi Zhang
• Abstract要約: フェデレートラーニング(FL)は、分散ラーニングにおけるデータのプライバシを保護する。 単にデータにアクセスせずに、ユーザーからローカルな勾配を収集するだけだ。 本稿では,新しいマルチセンターアグリゲーション機構を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.32725938999433
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Federated learning (FL) can protect data privacy in distributed learning since it merely collects local gradients from users without access to their data. However, FL is fragile in the presence of heterogeneity that is commonly encountered in practical settings, e.g., non-IID data over different users. Existing FL approaches usually update a single global model to capture the shared knowledge of all users by aggregating their gradients, regardless of the discrepancy between their data distributions. By comparison, a mixture of multiple global models could capture the heterogeneity across various users if assigning the users to different global models (i.e., centers) in FL. To this end, we propose a novel multi-center aggregation mechanism . It learns multiple global models from data, and simultaneously derives the optimal matching between users and centers. We then formulate it as a bi-level optimization problem that can be efficiently solved by a stochastic expectation maximization (EM) algorithm. Experiments on multiple benchmark datasets of FL show that our method outperforms several popular FL competitors. The source code are open source on Github.
• Abstract（参考訳）: フェデレーション学習(federated learning, fl)は、分散学習におけるデータのプライバシを保護する。 しかし、flは実用的な設定、例えば異なるユーザに対する非iidデータなどにおいて一般的に見られる異質性の存在下では脆弱である。 既存のFLアプローチは通常、1つのグローバルモデルを更新して、データ分散間の不一致に関わらず、勾配を集約することで、すべてのユーザの共有知識をキャプチャする。 対照的に、複数のグローバルモデルの混合は、FLの異なるグローバルモデル(すなわちセンター)にユーザーを割り当てる場合、様々なユーザー間の不均一性を捉えることができる。 そこで本研究では,新しい多元集約機構を提案する。 データから複数のグローバルモデルを学び、同時にユーザーとセンターの最適なマッチングを導き出す。 次に、確率的予測最大化(EM)アルゴリズムにより効率よく解ける二段階最適化問題として定式化する。 FLの複数のベンチマークデータセットに対する実験により,本手法はいくつかのFL競合より優れていることが示された。 ソースコードはGithubで公開されている。

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