Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2409.02189

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 机器学习

arXiv:2409.02189 (cs)
[提交于 2024年9月3日 ]

标题: 从噪声分散数据中协同学习联邦模型

标题: Collaboratively Learning Federated Models from Noisy Decentralized Data

Authors:Haoyuan Li, Mathias Funk, Nezihe Merve Gürel, Aaqib Saeed
摘要: 联邦学习(FL)已成为一种突出的方法,用于使用边缘设备上的本地数据协作训练机器学习模型,同时保持数据的去中心化。 然而,在FL中考虑本地客户端贡献的数据质量仍然是一个关键挑战,因为本地数据往往容易受到各种噪声和扰动的影响,这会损害聚合过程并导致性能不佳的全局模型。 在本工作中,我们专注于解决输入空间中的噪声数据问题,这与标签噪声相比是一个研究不足的领域。 我们提出了一种基于在噪声和干净输入数据上训练的模型的梯度范数分布密度之间观察到的显著差异的客户端输入综合评估方法。 基于这一观察,我们引入了一种简单而有效的方法,在FL的初始阶段识别数据质量低的客户端。 此外,我们提出了一种感知噪声的FL聚合方法,即联邦噪声筛选(FedNS),该方法可以作为插件方法与广泛使用的FL策略结合使用。 我们在不同联邦设置下的多种基准数据集上进行了广泛的评估,证明了FedNS的有效性。 我们的方法可以轻松地与现有的FL策略集成,在从噪声去中心化数据学习时,使全局模型的性能在 IID 设置下提高高达 13.68%,在 non-IID 设置下提高高达 15.85%。
摘要: Federated learning (FL) has emerged as a prominent method for collaboratively training machine learning models using local data from edge devices, all while keeping data decentralized. However, accounting for the quality of data contributed by local clients remains a critical challenge in FL, as local data are often susceptible to corruption by various forms of noise and perturbations, which compromise the aggregation process and lead to a subpar global model. In this work, we focus on addressing the problem of noisy data in the input space, an under-explored area compared to the label noise. We propose a comprehensive assessment of client input in the gradient space, inspired by the distinct disparity observed between the density of gradient norm distributions of models trained on noisy and clean input data. Based on this observation, we introduce a straightforward yet effective approach to identify clients with low-quality data at the initial stage of FL. Furthermore, we propose a noise-aware FL aggregation method, namely Federated Noise-Sifting (FedNS), which can be used as a plug-in approach in conjunction with widely used FL strategies. Our extensive evaluation on diverse benchmark datasets under different federated settings demonstrates the efficacy of FedNS. Our method effortlessly integrates with existing FL strategies, enhancing the global model's performance by up to 13.68% in IID and 15.85% in non-IID settings when learning from noisy decentralized data.
主题: 机器学习 (cs.LG)
引用方式: arXiv:2409.02189 [cs.LG]
  (或者 arXiv:2409.02189v1 [cs.LG] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2409.02189
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Haoyuan Li [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2024 年 9 月 3 日 18:00:51 UTC (11,475 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-09
切换浏览方式为:
cs.LG

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号