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联邦持续学习走向在线:面向视觉任务及更广泛应用的不确定性感知记忆管理

机器学习 2025-10-07 v4

摘要

鉴于能够建模更真实和动态问题的能力,联邦持续学习(Federated Continual Learning, FCL)近年来受到越来越多的关注。人们所知的在此设置下遇到的问题是所谓的灾难性遗忘,学习模型倾向于关注最近的任务,而忘记之前学习的知识。当前 FCL 方法的大多数都提出基于生成的方法来解决此问题。然而,这种方法需要对数据进行多次训练迭代,暗示着一种离线环境,即数据在本地存储且随时间保持不变。此外,所提出的解决方案仅针对视觉任务。为克服这些限制,我们提出一种新方法,处理不同模态在在线场景中的情况,其中新数据以 mini-batch 流式到达,只能处理一次。为解决灾难性遗忘,我们提出一种基于不确定性的记忆方法。具体地,我们建议使用基于 Bregman 信息(Bregman Information, BI)的估计器来计算模型在样本级别上的方差。通过衡量预测不确定性,我们检索出具有特定特征的样本,并通过对此类样本进行再训练,我们展示了该方法在现实场景下减轻遗忘效应的潜力,同时保持数据保密性和相较于最新方法的竞争性通信效率。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.18925,
  title  = {Federated Continual Learning Goes Online: Uncertainty-Aware Memory Management for Vision Tasks and Beyond},
  author = {Giuseppe Serra and Florian Buettner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.18925},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted at ICLR 2025: https://openreview.net/forum?id=f65RuQgVlp