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分布鲁棒聚类联邦学习:一种在医疗保健领域的案例研究

机器学习 2024-10-10 v1

摘要

本文针对跨硅盒联邦学习中异构数据分布的挑战,提出一种新型算法,称为跨硅盒鲁棒聚类联邦学习(Cross-silo Robust Clustered Federated Learning, CS-RCFL)。我们的方法利用Wasserstein距离在每个客户的经验分布周围构建模糊集合,以捕捉本地数据中可能的分布偏移,从而评估最坏情况下的模型性能。随后,我们提出一种模型无关的整数分数规划,以确定客户在联合体中的最优分布鲁棒聚类,从而避免由统计上异构客户数据集引起的局部模型偏差,并对线性和逻辑回归模型进行分析。最后,我们讨论了一个确保客户分布隐私的联邦学习协议,这在客户是医疗机构时尤为关键。我们在合成数据和真实世界的医疗数据上评估了该算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.07039,
  title  = {Distributionally Robust Clustered Federated Learning: A Case Study in Healthcare},
  author = {Xenia Konti and Hans Riess and Manos Giannopoulos and Yi Shen and Michael J. Pencina and Nicoleta J. Economou-Zavlanos and Michael M. Zavlanos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07039},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 3 figures, Accepted to IEEE CDC 2024