计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年1月2日
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标题: LEO-Split:一种在LEO卫星网络上的半监督分割学习框架
标题: LEO-Split: A Semi-Supervised Split Learning Framework over LEO Satellite Networks
摘要: 最近,低轨卫星系统的广泛部署使得各种空间分析(例如,作物和气候监测)成为可能,这高度依赖于深度学习(DL)的进步。 然而,低轨卫星与地面站(GS)之间的间歇性连接显著阻碍了原始数据及时传输到GS进行集中式学习,而扩展的DL模型则妨碍了在资源受限的低轨卫星上的分布式学习。 尽管分割学习(SL)可以通过分割模型并将主要训练工作负载卸载到GS,从而成为解决这些问题的潜在方案,但劳动密集型的标记过程仍然是一个障碍,间歇性连接和数据异质性是其他挑战。 在本文中,我们提出了一种针对卫星网络的半监督(SS)SL设计,称为LEO-Split,以应对这些挑战。 利用半监督学习来处理(标记的)数据稀缺问题,我们构建了一个辅助模型来解决卫星-GS非接触时间的训练失败问题。 此外,我们提出了一种伪标记算法来校正卫星间的数据不平衡问题。 最后,设计了一种自适应激活插值方案,以防止GS端服务器子模型训练的过拟合问题。 使用真实世界低轨卫星轨迹(例如,Starlink)进行的大量实验表明,我们的LEO-Split框架相比最先进的基准表现出更优越的性能。
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