联邦蒸馏中的分布式知识一致性 | TIST 2024

联邦蒸馏中的分布式知识一致性 | TIST 2024

联邦学习是一种隐私保护的分布式机器学习范式,服务器可以在不汇集客户端私有数据的前提下联合训练机器学习模型。通信约束和系统异构是联邦学习面临的两大严峻挑战。为同时解决上述两个问题,联邦蒸馏技术被提出,它在服务器和客户端之间交换知识(模型输出),既支持异构客户端模型,又降低了通信开销。

本文探究了免代理数据集联邦蒸馏方法中的知识不一致性问题,即:由于客户端模型异构的特性,会导致本地知识置信度之间存在显著差异,服务器学习到的表征因此存在偏差,进而降低整个联邦学习系统的性能。

为解决知识不一致带来的准确率下降问题,本文从一个新角度出发:在异构客户端之间实现分布式的知识一致性。论文提出了一种基于分布式知识一致性的无代理数据联邦蒸馏算法FedDKC,它通过精心设计的知识精化策略,将本地知识差异缩小到可接受的上界,以减轻知识不一致的负面影响。具体来说,论文从峰值概率和香农熵两个角度设计了基于核和基于搜索的两种策略,理论上保证优化后的本地知识可满足近似的置信度分布,并被视为一致的。在服务器端蒸馏时基于一致的本地知识,全局模型可以稳定地朝正确的方向收敛,从而帮助客户端提升模型精度。

论文在多个公开数据集上开展了实验,结果表明,相比基准算法,FedDKC显著提高了模型异构的设置下准确率,并明显提升了收敛速度。




论文链接:https://arxiv.org/abs/2204.07028

相关推荐
半兽先生11 分钟前
大模型技术开发与应用——5.大模型Agent开发(CrewAI)
大数据·人工智能·python·机器学习·ai
aqi0013 分钟前
鸿蒙版本的小小机器人APP开放源码啦
人工智能·华为·harmonyos·鸿蒙·harmony
眼泪划过的星空14 分钟前
快速了解LangGraph:构建智能Agent工作流的核心框架
人工智能·python·langchain
眞bilibili23 分钟前
如何快速无缝的从 vscode 转向AI编辑器 cursor、kiro、trae 等
人工智能·vscode·编辑器
码农小白AI25 分钟前
适配外贸出口质检标准!IACheck AI报告审核打通制造业来料成品质控壁垒
人工智能
二川bro1 小时前
2026主流大模型横向对比:Kimi/Claude/GPT选型+网关管理实战
人工智能
2501_942389551 小时前
Nifty IT指数的K线犹如断线的风筝
人工智能·postgresql·时序数据库·storm·tdengine
u0103055271 小时前
泛型类与类型安全详解
人工智能·1024程序员节
tiger从容淡定是人生1 小时前
生态入口之战:GPT、Gemini、Copilot与DeepSeek的战略分野
图像处理·人工智能·chatgpt·copilot·软件构建
半兽先生1 小时前
大模型技术开发与应用——4.大模型提示词工程实战
人工智能·算法