論文の概要: A Coalition Formation Game Approach for Personalized Federated Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.02502v1
- Date: Sat, 5 Feb 2022 07:16:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-02-08 15:09:58.865469
- Title: A Coalition Formation Game Approach for Personalized Federated Learning
- Title(参考訳): 個人化フェデレーション学習のための協調形成ゲームアプローチ
- Authors: Leijie Wu
- Abstract要約: 我々は,新しいパーソナライズされたアルゴリズム,pFedSVを提案し,各クライアントの最適なコラボレータ連携を識別し,SVに基づいてパーソナライズされたモデルアグリゲーションを実行する。
その結果、pFedSVは最先端のベンチマークと比較すると、各クライアントのパーソナライズ精度が優れていることがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Facing the challenge of statistical diversity in client local data
distribution, personalized federated learning (PFL) has become a growing
research hotspot. Although the state-of-the-art methods with model
similarity-based pairwise collaboration have achieved promising performance,
they neglect the fact that model aggregation is essentially a collaboration
process within the coalition, where the complex multiwise influences take place
among clients. In this paper, we first apply Shapley value (SV) from coalition
game theory into the PFL scenario. To measure the multiwise collaboration among
a group of clients on the personalized learning performance, SV takes their
marginal contribution to the final result as a metric. We propose a novel
personalized algorithm: pFedSV, which can 1. identify each client's optimal
collaborator coalition and 2. perform personalized model aggregation based on
SV. Extensive experiments on various datasets (MNIST, Fashion-MNIST, and
CIFAR-10) are conducted with different Non-IID data settings (Pathological and
Dirichlet). The results show that pFedSV can achieve superior personalized
accuracy for each client, compared to the state-of-the-art benchmarks.
- Abstract(参考訳): クライアントのローカルデータ配信における統計的多様性の課題に直面する中、パーソナライズド・フェデレーション・ラーニング(PFL)は研究ホットスポットになりつつある。
モデル類似性に基づくペアワイズコラボレーションによる最先端の手法は有望なパフォーマンスを達成したが、モデル集約は基本的に、クライアント間で複雑なマルチワイズの影響が生じる連立内のコラボレーションプロセスであるという事実を無視している。
本稿では,まず連立ゲーム理論のShapley値(SV)をPFLシナリオに適用する。
パーソナライズされた学習性能に関するクライアントグループ間の多面的なコラボレーションを測定するため,SVは最終結果に対する限界貢献を指標として捉えた。
我々は,新しいパーソナライズされたアルゴリズム,pFedSVを提案する。
1 各クライアントの最適なコラボレータ連立を識別し、
2. SVに基づくパーソナライズされたモデルアグリゲーションを行う。
各種データセット(MNIST, Fashion-MNIST, CIFAR-10)の多種多様な非IIDデータ設定(Pathological, Dirichlet)を用いて実験を行った。
その結果、pFedSVは最先端のベンチマークと比較すると、各クライアントのパーソナライズ精度が優れていることがわかった。
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