論文の概要: Fine-tuning Global Model via Data-Free Knowledge Distillation for Non-IID Federated Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.09249v2
• Date: Thu, 26 Oct 2023 03:56:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-28 06:52:50.177892
• Title: Fine-tuning Global Model via Data-Free Knowledge Distillation for Non-IID Federated Learning
• Title（参考訳）: 非IIDフェデレーション学習のためのデータフリー知識蒸留による微調整グローバルモデル
• Authors: Lin Zhang, Li Shen, Liang Ding, Dacheng Tao, Ling-Yu Duan
• Abstract要約: フェデレートラーニング(Federated Learning, FL)は、プライバシ制約下での分散学習パラダイムである。 サーバ内のグローバルモデル(FedFTG)を微調整するデータフリー知識蒸留法を提案する。 私たちのFedFTGは最先端(SOTA)のFLアルゴリズムよりも優れており、FedAvg、FedProx、FedDyn、SCAFFOLDの強化のための強力なプラグインとして機能します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 86.59588262014456
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Federated Learning (FL) is an emerging distributed learning paradigm under privacy constraint. Data heterogeneity is one of the main challenges in FL, which results in slow convergence and degraded performance. Most existing approaches only tackle the heterogeneity challenge by restricting the local model update in client, ignoring the performance drop caused by direct global model aggregation. Instead, we propose a data-free knowledge distillation method to fine-tune the global model in the server (FedFTG), which relieves the issue of direct model aggregation. Concretely, FedFTG explores the input space of local models through a generator, and uses it to transfer the knowledge from local models to the global model. Besides, we propose a hard sample mining scheme to achieve effective knowledge distillation throughout the training. In addition, we develop customized label sampling and class-level ensemble to derive maximum utilization of knowledge, which implicitly mitigates the distribution discrepancy across clients. Extensive experiments show that our FedFTG significantly outperforms the state-of-the-art (SOTA) FL algorithms and can serve as a strong plugin for enhancing FedAvg, FedProx, FedDyn, and SCAFFOLD.
• Abstract（参考訳）: フェデレートラーニング(Federated Learning, FL)は、プライバシ制約下での分散学習パラダイムである。 データの不均一性はFLの主な課題の1つであり、結果として収束が遅く、性能が劣化する。 既存のアプローチのほとんどは、クライアントのローカルモデル更新を制限し、直接グローバルモデルアグリゲーションによるパフォーマンス低下を無視して、不均一性に対処するだけである。 代わりに,直接モデル集約の問題を軽減するために,サーバのグローバルモデル(fedftg)を微調整するデータフリー知識蒸留法を提案する。 具体的には、FedFTGはローカルモデルの入力空間をジェネレータを介して探索し、ローカルモデルからの知識をグローバルモデルに転送する。 さらに, トレーニングを通して効果的な知識蒸留を実現するため, ハードサンプルマイニング手法を提案する。 さらに,知識の最大利用を導出するために,カスタマイズされたラベルサンプリングとクラスレベルのアンサンブルを開発し,クライアント間の分布の不一致を暗黙的に緩和する。 我々のFedFTGは最先端(SOTA)のFLアルゴリズムよりも優れており、FedAvg、FedProx、FedDyn、SCAFFOLDの強化のための強力なプラグインとして機能する。

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