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AFL:面向预训练模型的单轮分析式联邦学习

机器学习 2026-04-09 v3

摘要

本文提出了分析式联邦学习(AFL),一种新的训练范式,使其能够为联邦学习(FL)中的预训练模型带来解析(即闭式)解。我们的AFL借鉴了分析式学习——一种以梯度自由技术训练神经网络的技术,在一个纪元中完成训练。在本地客户端训练阶段,AFL实现单纪元训练,无需多纪元更新。在聚合阶段,我们推导了绝对聚合(AA)法则。该AA法则实现单轮聚合,减少沟通开销,同时通过消除多个聚合轮次的需求实现快速收敛。更重要的是,AFL具有“数据划分不变性”,即无论完整数据集如何分布在客户端,聚合结果都保持一致。这可能催生各种潜力,如数据异构性不变性和客户端数量不变性。我们在各种FL设置下进行了实验,包括极端非IID情况以及大量客户端(例如 1000\ge 1000)的场景。在所有这些设置下,AFL始终保持竞争性能,而现有FL技术则面临各种障碍。我们的代码已公开于 https://github.com/ZHUANGHP/Analytic-federated-learning。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.16240,
  title  = {AFL: A Single-Round Analytic Approach for Federated Learning with Pre-trained Models},
  author = {Run He and Kai Tong and Di Fang and Han Sun and Ziqian Zeng and Haoran Li and Tianyi Chen and Huiping Zhuang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.16240},
  year   = {2026}
}

备注

Published in CVPR 2025