論文の概要: Relaxed Contrastive Learning for Federated Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04928v2
• Date: Fri, 31 May 2024 08:23:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-03 20:12:04.058756
• Title: Relaxed Contrastive Learning for Federated Learning
• Title（参考訳）: フェデレーションラーニングのための緩和されたコントラスト学習
• Authors: Seonguk Seo, Jinkyu Kim, Geeho Kim, Bohyung Han,
• Abstract要約: 本稿では,フェデレート学習におけるデータ不均一性の課題に対処する,新しいコントラスト学習フレームワークを提案する。 当社のフレームワークは,既存のフェデレート学習アプローチを,標準ベンチマークにおいて大きなマージンで上回ります。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.96253206661268
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a novel contrastive learning framework to effectively address the challenges of data heterogeneity in federated learning. We first analyze the inconsistency of gradient updates across clients during local training and establish its dependence on the distribution of feature representations, leading to the derivation of the supervised contrastive learning (SCL) objective to mitigate local deviations. In addition, we show that a na\"ive adoption of SCL in federated learning leads to representation collapse, resulting in slow convergence and limited performance gains. To address this issue, we introduce a relaxed contrastive learning loss that imposes a divergence penalty on excessively similar sample pairs within each class. This strategy prevents collapsed representations and enhances feature transferability, facilitating collaborative training and leading to significant performance improvements. Our framework outperforms all existing federated learning approaches by huge margins on the standard benchmarks through extensive experimental results.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,フェデレート学習におけるデータ不均一性の課題を効果的に解決するための,新しいコントラスト学習フレームワークを提案する。 まず,局所学習におけるクライアント間の勾配更新の不整合を解析し,特徴表現の分布への依存性を確立することにより,教師付きコントラスト学習(SCL)の目的を導出し,局所的な偏差を緩和する。 さらに,フェデレーション学習におけるSCLの「積極的」導入は,表現の崩壊を招き,収束の鈍化と性能向上の限界をもたらすことを示す。 この問題に対処するために、各クラス内の過剰に類似したサンプルペアに対して、分散ペナルティを課す緩和された対照的な学習損失を導入する。 この戦略は、崩壊した表現を防止し、機能の転送性を高め、協調トレーニングを容易にし、大幅なパフォーマンス改善をもたらす。 我々のフレームワークは、実験結果を通じて、標準ベンチマークにおいて、既存のフェデレート学習アプローチよりも大きなマージンを達成しています。

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