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FedTSA:一种基于聚类的两阶段聚合方法用于模型异构联邦学习

机器学习 2024-07-16 v2 人工智能

摘要

尽管对联邦学习中数据异构性的研究广泛,但系统异构性仍然是一个重要但常被忽视的挑战。传统的联邦学习方法通常假设联邦学习客户端具有同构的硬件资源,这意味着客户端可以在相当的时间范围内训练全局模型。然而,在实际的联邦学习系统中,客户端通常具有异构资源,这影响了它们的训练能力。这种差异凸显了探索模型异构联邦学习的重要性,这是一种允许客户端根据其资源能力训练不同模型的范式。为了解决这一挑战,我们引入了FedTSA,一种针对联邦学习中系统异构性的基于聚类的两阶段聚合方法。FedTSA首先根据客户端的能力对其进行聚类,然后执行两阶段聚合:第一阶段对同构模型进行传统的权重平均,第二阶段使用扩散模型进行深度相互学习以聚合异构模型。大量实验表明,FedTSA不仅优于基线,还探索了影响模型性能的各种因素,验证了FedTSA作为模型异构联邦学习的一种有前景的方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.05098,
  title  = {FedTSA: A Cluster-based Two-Stage Aggregation Method for Model-heterogeneous Federated Learning},
  author = {Boyu Fan and Chenrui Wu and Xiang Su and Pan Hui},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.05098},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted at ECCV 2024