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
慕涯AI几秒前
Agent 30 课程开发指南 - 第21课
人工智能·python
源码之家7 分钟前
计算机毕业设计:Python城市天气数据挖掘与预测系统 Flask框架 随机森林 K-Means 可视化 数据分析 大数据 机器学习 深度学习(建议收藏)✅
人工智能·爬虫·python·深度学习·机器学习·数据挖掘·课程设计
数智化管理手记9 分钟前
零基础认知精益生产——核心本质与必避误区
大数据·数据库·人工智能·低代码·制造
用户51914958484516 分钟前
Kubernetes kubeadm 集群部署与 CKA 实战指南
人工智能·aigc
幻风_huanfeng20 分钟前
人工智能之数学基础:坐标下降法
人工智能·深度学习·计算机视觉·梯度下降法·坐标下降法
弋痕21 分钟前
Graphiti 实时知识图谱实战笔记
人工智能
沪漂阿龙30 分钟前
从“对话机器人”到“全能数字员工”:一文彻底搞懂 AI Agent(附大量代码实战)
人工智能·chatgpt
Rnan-prince30 分钟前
ReAct:让AI边思考边行动的突破性技术
人工智能
卖酸奶的不错32 分钟前
M-RCGV Memory System Design记忆系统设计文档
人工智能·长短时记忆网络
GGBond今天继续上班40 分钟前
只需要一条命令,让所有 AI 应用工具共享 skills
前端·人工智能·开源