論文の概要: An Adaptive Federated Relevance Framework for Spatial Temporal Graph
Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03420v3
- Date: Thu, 14 Sep 2023 13:15:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-15 19:50:31.659996
- Title: An Adaptive Federated Relevance Framework for Spatial Temporal Graph
Learning
- Title(参考訳): 空間時間グラフ学習のための適応的フェデレーション関連フレームワーク
- Authors: Tiehua Zhang, Yuze Liu, Zhishu Shen, Rui Xu, Xin Chen, Xiaowei Huang,
Xi Zheng
- Abstract要約: 本稿では,空間時間グラフ学習のための適応型フェデレーション関連フレームワークであるFedRelを提案する。
フレームワークのコアとなるDynamic Inter-Intra Graph (DIIG)モジュールは、これらの機能を使用して空間時間グラフを生成することができる。
局所的なデータプライバシーを維持しながらモデルの一般化能力と性能を向上させるため、関連性駆動型フェデレーション学習モジュールを設計する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.353798949041698
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spatial-temporal data contains rich information and has been widely studied
in recent years due to the rapid development of relevant applications in many
fields. For instance, medical institutions often use electrodes attached to
different parts of a patient to analyse the electorencephal data rich with
spatial and temporal features for health assessment and disease diagnosis.
Existing research has mainly used deep learning techniques such as
convolutional neural network (CNN) or recurrent neural network (RNN) to extract
hidden spatial-temporal features. Yet, it is challenging to incorporate both
inter-dependencies spatial information and dynamic temporal changes
simultaneously. In reality, for a model that leverages these spatial-temporal
features to fulfil complex prediction tasks, it often requires a colossal
amount of training data in order to obtain satisfactory model performance.
Considering the above-mentioned challenges, we propose an adaptive federated
relevance framework, namely FedRel, for spatial-temporal graph learning in this
paper. After transforming the raw spatial-temporal data into high quality
features, the core Dynamic Inter-Intra Graph (DIIG) module in the framework is
able to use these features to generate the spatial-temporal graphs capable of
capturing the hidden topological and long-term temporal correlation information
in these graphs. To improve the model generalization ability and performance
while preserving the local data privacy, we also design a relevance-driven
federated learning module in our framework to leverage diverse data
distributions from different participants with attentive aggregations of their
models.
- Abstract(参考訳): 空間時間データには豊富な情報が含まれており、多くの分野における関連する応用の急速な発展により近年広く研究されている。
例えば、医療機関は患者の異なる部分に取り付けられた電極を使用して、健康診断や疾患診断のための空間的・時間的特徴に富んだ脳波データを分析します。
既存の研究は主に畳み込みニューラルネットワーク(cnn)やリカレントニューラルネットワーク(rnn)といったディープラーニング技術を使用して、隠れた空間-時間的特徴を抽出する。
しかし,相互依存型空間情報と動的時間変化を同時に取り入れることは困難である。
実際、これらの空間的-時間的特徴を利用して複雑な予測タスクを実行するモデルの場合、十分なモデル性能を得るためには、しばしば大量のトレーニングデータが必要となる。
本稿では,これらの課題を考慮し,空間時間グラフ学習のための適応型フェデレーション関連フレームワークであるFedRelを提案する。
生の空間-時間間データを高品質な特徴に変換した後、フレームワークのコアとなるdynamic inter-intra graph (diig)モジュールは、これらの特徴を利用して、これらのグラフに隠されたトポロジーおよび長期の時間的相関情報をキャプチャできる空間-時間的グラフを生成することができる。
局所的なデータプライバシーを保ちながらモデルの一般化能力と性能を向上させるため,本フレームワークでは関連性駆動型フェデレーション学習モジュールを設計し,モデルの注意的な集約を伴う参加者の多様なデータ分散を活用する。
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