論文の概要: Federated Aggregation of Mallows Rankings: A Comparative Analysis of Borda and Lehmer Coding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.00848v1
- Date: Sun, 1 Sep 2024 21:36:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-06 08:51:29.876346
- Title: Federated Aggregation of Mallows Rankings: A Comparative Analysis of Borda and Lehmer Coding
- Title(参考訳): マロランキングのフェデレーションアグリゲーション:ボルダとレーマーの符号化の比較分析
- Authors: Jin Sima, Vishal Rana, Olgica Milenkovic,
- Abstract要約: ボルダのスコアリングとレーマー符号を用いた最初の連邦ランクアグリゲーション法を提案する。
この結果は,Mallowsモデルの下での集中的および分散的設定におけるボルダ法の最初の厳密な解析である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 27.138031759281745
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rank aggregation combines multiple ranked lists into a consensus ranking. In fields like biomedical data sharing, rankings may be distributed and require privacy. This motivates the need for federated rank aggregation protocols, which support distributed, private, and communication-efficient learning across multiple clients with local data. We present the first known federated rank aggregation methods using Borda scoring and Lehmer codes, focusing on the sample complexity for federated algorithms on Mallows distributions with a known scaling factor $\phi$ and an unknown centroid permutation $\sigma_0$. Federated Borda approach involves local client scoring, nontrivial quantization, and privacy-preserving protocols. We show that for $\phi \in [0,1)$, and arbitrary $\sigma_0$ of length $N$, it suffices for each of the $L$ clients to locally aggregate $\max\{C_1(\phi), C_2(\phi)\frac{1}{L}\log \frac{N}{\delta}\}$ rankings, where $C_1(\phi)$ and $C_2(\phi)$ are constants, quantize the result, and send it to the server who can then recover $\sigma_0$ with probability $\geq 1-\delta$. Communication complexity scales as $NL \log N$. Our results represent the first rigorous analysis of Borda's method in centralized and distributed settings under the Mallows model. Federated Lehmer coding approach creates a local Lehmer code for each client, using a coordinate-majority aggregation approach with specialized quantization methods for efficiency and privacy. We show that for $\phi+\phi^2<1+\phi^N$, and arbitrary $\sigma_0$ of length $N$, it suffices for each of the $L$ clients to locally aggregate $\max\{C_3(\phi), C_4(\phi)\frac{1}{L}\log \frac{N}{\delta}\}$ rankings, where $C_3(\phi)$ and $C_4(\phi)$ are constants. Clients send truncated Lehmer coordinate histograms to the server, which can recover $\sigma_0$ with probability $\geq 1-\delta$. Communication complexity is $\sim O(N\log NL\log L)$.
- Abstract(参考訳): ランキングアグリゲーションは、複数のランクリストをコンセンサスランキングにまとめる。
バイオメディカルなデータ共有のような分野では、ランキングは分散され、プライバシーが要求される。
これにより、複数のクライアントにまたがる分散、プライベート、および通信効率の学習をサポートするフェデレートされたランク集約プロトコルの必要性が高まっている。
本稿では,BordaスコアリングとLehmer符号を用いて,既知のスケーリング係数$\phi$と未知のセントロイド置換$\sigma_0$を用いて,Mallows分布上でのフェデレーションアルゴリズムのサンプル複雑性に着目した最初のフェデレーションランクアグリゲーション手法を提案する。
フェデレートされたボルダのアプローチには、ローカルクライアントスコアリング、非自明な量子化、プライバシ保護プロトコルが含まれる。
例えば$\phi \in [0,1)$と$\sigma_0$ of length $N$の場合、$L$クライアントのそれぞれに対して、ローカルに集約する$\max\{C_1(\phi), C_2(\phi)\frac{1}{L}\log \frac{N}{\delta}\}$ ranks, where $C_1(\phi)$と$C_2(\phi)$は定数であり、結果を量子化し、$\sigma_0$を$\geq 1-\delta$で回収できるサーバに送信する。
通信複雑性は$NL \log N$とスケールする。
この結果は,Mallowsモデルの下での集中的および分散的設定におけるボルダ法の最初の厳密な解析である。
フェデレートされたLehmerコーディングアプローチは、効率とプライバシのための特殊な量子化メソッドを備えた座標長集約アプローチを使用して、各クライアント用のローカルなLehmerコードを生成する。
我々は、$\phi+\phi^2<1+\phi^N$ および$\sigma_0$ of length $N$ に対して、$L$クライアントのそれぞれに局所的に $\max\{C_3(\phi), C_4(\phi)\frac{1}{L}\log \frac{N}{\delta}\} を足し、$C_3(\phi)$ と $C_4(\phi)$ を定数とする。
クライアントはtruncated Lehmer座標ヒストグラムをサーバに送り、$\sigma_0$を確率$\geq 1-\delta$でリカバリすることができる。
通信複雑性は$\sim O(N\log NL\log L)$である。
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