Federated learning (FL) enables edge-devices to collaboratively learn a model without disclosing their private data to a central aggregating server. Most existing FL algorithms require models of identical architecture to be deployed across the clients and server, making it infeasible to train large models due to clients' limited system resources. In this work, we propose a novel ensemble knowledge transfer method named Fed-ET in which small models (different in architecture) are trained on clients, and used to train a larger model at the server. Unlike in conventional ensemble learning, in FL the ensemble can be trained on clients' highly heterogeneous data. Cognizant of this property, Fed-ET uses a weighted consensus distillation scheme with diversity regularization that efficiently extracts reliable consensus from the ensemble while improving generalization by exploiting the diversity within the ensemble. We show the generalization bound for the ensemble of weighted models trained on heterogeneous datasets that supports the intuition of Fed-ET. Our experiments on image and language tasks show that Fed-ET significantly outperforms other state-of-the-art FL algorithms with fewer communicated parameters, and is also robust against high data-heterogeneity.


翻译:联邦学习(FL) 使边际设备能够合作学习模型,而没有向中央综合服务器披露其私人数据。大多数现有的FL算法要求将相同结构的模型在客户和服务器之间部署,使得由于客户的系统资源有限,无法培训大型模型。在这项工作中,我们提出了名为Fed-ET的新颖的混合知识转移方法,其中小模型(在结构上不同)对客户进行培训,并用于在服务器上培训更大的模型。不同于传统的混合学习,在FL中,合用词可以就客户的高度多元性数据进行培训。认识到这一属性,Fed-ET使用一个具有多样性规范化的加权共识蒸馏方案,有效地从组合中获取可靠的共识,同时通过利用组合内的多样性改进总体化。我们展示了在支持Fed-ET直觉的多种数据集上培训过的加权模型的通用。我们在图像和语言任务方面的实验显示,Fed-ET大大地超越了其他州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-州-

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月13日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月10日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月10日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月10日
VIP会员
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员