Fugu-MT 論文翻訳(概要): Personalized Federated Learning With Structure

論文の概要: Personalized Federated Learning With Structure

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.00829v2
Date: Thu, 3 Mar 2022 14:50:09 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2022-03-04 12:54:22.810275
Title: Personalized Federated Learning With Structure
Title（参考訳）: 構造を用いた個人化フェデレーション学習
Authors: Fengwen Chen, Guodong Longr, Zonghan Wu, Tianyi Zhou and Jing Jiang
Abstract要約: 本研究では,グローバルモデルとパーソナライズドモデルとを同時に学習するための,構造化フェデレーション学習(SFL)フレームワークを提案する。事前定義された構造とは対照的に、構造学習コンポーネントを追加して構造を自動的に学習することで、我々のフレームワークをさらに強化することができる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 24.566947384179837
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Knowledge sharing and model personalization are two key components to impact the performance of personalized federated learning (PFL). Existing PFL methods simply treat knowledge sharing as an aggregation of all clients regardless of the hidden relations among them. This paper is to enhance the knowledge-sharing process in PFL by leveraging the structural information among clients. We propose a novel structured federated learning(SFL) framework to simultaneously learn the global model and personalized model using each client's local relations with others and its private dataset. This proposed framework has been formulated to a new optimization problem to model the complex relationship among personalized models and structural topology information into a unified framework. Moreover, in contrast to a pre-defined structure, our framework could be further enhanced by adding a structure learning component to automatically learn the structure using the similarities between clients' models' parameters. By conducting extensive experiments, we first demonstrate how federated learning can be benefited by introducing structural information into the server aggregation process with a real-world dataset, and then the effectiveness of the proposed method has been demonstrated in varying degrees of data non-iid settings.
Abstract（参考訳）: 知識共有とモデルパーソナライゼーションは、パーソナライズされたフェデレーション学習(PFL)のパフォーマンスに影響を与える2つの重要な要素である。既存のPFL手法は、知識共有を、その間の隠れた関係に関係なく、すべてのクライアントの集約として扱う。本稿では,クライアント間の構造情報を活用し,pflにおける知識共有プロセスを強化することを目的とする。各クライアントのローカルな関係とプライベートデータセットを使って、グローバルモデルとパーソナライズモデルを同時に学習する、新しい構造化フェデレーション学習(sfl)フレームワークを提案する。このフレームワークは、パーソナライズされたモデルと構造トポロジ情報間の複雑な関係を統一フレームワークにモデル化するための新しい最適化問題として定式化されている。さらに、事前定義された構造とは対照的に、クライアントのモデルのパラメータ間の類似性を利用して構造を自動的に学習する構造学習コンポーネントを追加することで、フレームワークをさらに強化することができる。大規模な実験を行うことで,実世界のデータセットを用いてサーバ集約プロセスに構造情報を導入することにより,フェデレーション学習のメリットを実証する。

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