Federated learning is a distributed machine learning mechanism where local devices collaboratively train a shared global model under the orchestration of a central server, while keeping all private data decentralized. In the system, model parameters and its updates are transmitted instead of raw data, and thus the communication bottleneck has become a key challenge. Besides, recent larger and deeper machine learning models also pose more difficulties in deploying them in a federated environment. In this paper, we design a federated two-stage learning framework that augments prototypical federated learning with a cut layer on devices and uses sign-based stochastic gradient descent with the majority vote method on model updates. Cut layer on devices learns informative and low-dimension representations of raw data locally, which helps reduce global model parameters and prevents data leakage. Sign-based SGD with the majority vote method for model updates also helps alleviate communication limitations. Empirically, we show that our system is an efficient and privacy preserving federated learning scheme and suits for general application scenarios.


翻译:联邦学习是一种分布式的机器学习机制,当地设备在中央服务器的管弦下合作培训一个共享的全球模式,同时保持所有私人数据分散。在系统中,模型参数及其更新被传输,而不是原始数据,因此通信瓶颈已成为一项关键挑战。此外,最近较大和更深层次的机器学习模型也给在联邦环境中部署这些模型带来更多困难。在本文中,我们设计了一个联合的两阶段学习框架,用基于多数票的模型更新方法,用基于信号的随机梯度梯度下降法来扩大设备上的分层,并使用基于信号的随机梯度下降法。 设备切割层学习本地原始数据的信息和低差异表,这有助于减少全球模型参数,防止数据泄漏。基于多数票的基于签名的SGD模型更新方法也有助于缓解通信限制。我们很生动地指出,我们的系统是一种高效和隐私保护联邦学习计划,并适合一般应用情景。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
86+阅读 · 2020年12月2日
【陈天奇】TVM:端到端自动深度学习编译器,244页ppt
专知会员服务
86+阅读 · 2020年5月11日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Federated Learning: 架构
AINLP
4+阅读 · 2020年9月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月11日
Arxiv
4+阅读 · 2021年1月14日
Advances and Open Problems in Federated Learning
Arxiv
18+阅读 · 2019年12月10日
Federated Learning with Personalization Layers
Arxiv
4+阅读 · 2019年12月2日
VIP会员
相关资讯
Federated Learning: 架构
AINLP
4+阅读 · 2020年9月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员