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垂直联邦图像分割

计算机视觉与模式识别 2024-09-26 v2 人工智能 分布式、并行与集群计算 机器学习

摘要

随着基于图像的 AI 解决方案的普及,人们对数据隐私和获取的担忧日益增加。在许多情况下,信息位于独立的数据孤岛中,开发者难以以便於机器学习模型开发的方式整合所有信息。此外,部分这些局部数据区域可能无法访问带标签的真实值(ground truth)。这意味着它们具备数值得出结论的能力,但由于缺乏相关信息而无法进行分类分配。这种局限性往往不可忽视,特别是在开发通常需要具备此能力的基于图像的解决方案时。鉴于此,我们提出了一种创新的垂直联邦学习(VFL)模型架构,可在上述常见条件下运行。这是首个(也是目前唯一)能够在 VFL 环境约束下工作并执行图像分割同时保持标称精度的系统实现。我们通过利用全卷积网络(FCN)实现了这一目标,该网络能够在缺乏标签数据的联邦节点上运行,并与中央服务器私有地共享相应权重,而中央服务器托管分类所需的必要特征。我们在 CamVid 数据集上进行了测试,以确定联邦节点间信息传输所需的大量特征压缩的影响,并对此类约束下的整体性能指标得出标称结论。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.07931,
  title  = {Vertical Federated Image Segmentation},
  author = {Paul K. Mandal and Cole Leo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.07931},
  year   = {2024}
}

备注

11 pages, 5 figures