Federated Learning (FL) has emerged as a new paradigm for training machine learning models distributively without sacrificing data security and privacy. Learning models on edge devices such as mobile phones is one of the most common use cases for FL. However, Non-identical independent distributed~(non-IID) data in edge devices easily leads to training failures. Especially, over-parameterized machine learning models can easily be over-fitted on such data, hence, resulting in inefficient federated learning and poor model performance. To overcome the over-fitting issue, we proposed an adaptive dynamic pruning approach for FL, which can dynamically slim the model by dropping out unimportant parameters, hence, preventing over-fittings. Since the machine learning model's parameters react differently for different training samples, adaptive dynamic pruning will evaluate the salience of the model's parameter according to the input training sample, and only retain the salient parameter's gradients when doing back-propagation. We performed comprehensive experiments to evaluate our approach. The results show that our approach by removing the redundant parameters in neural networks can significantly reduce the over-fitting issue and greatly improves the training efficiency. In particular, when training the ResNet-32 on CIFAR-10, our approach reduces the communication cost by 57\%. We further demonstrate the inference acceleration capability of the proposed algorithm. Our approach reduces up to 50\% FLOPs inference of DNNs on edge devices while maintaining the model's quality.


翻译:联邦学习联合会(FL)已成为在不牺牲数据安全和隐私的情况下进行机器学习模式分配的新模式,在不牺牲数据安全和隐私的情况下对机器学习模式进行培训; 移动电话等边端设备学习模式是FL最常用的例子之一。 然而,在边端设备中不相同的独立分布~(非IID)数据很容易导致培训失败; 特别是,过度独立分布的机器学习模式很容易在这类数据上过度适用,从而导致联合学习效率低下和模型性能差。 为了克服超标问题,我们提议了FL的适应性动态调整方法,通过放弃无关紧要的参数来动态地缩小模型,从而防止过配。 然而,由于机器学习模式参数对不同培训样本的反应不同,适应性动态调整将评估模型参数的显著性能,根据投入培训样本评估时只能保留显著的梯度。 我们进行了全面的实验,以评价我们的方法。 通过删除神经网络中的冗余参数,可以大大降低模型的参数,从而防止过度匹配。 我们的50-10年的计算方法将降低我们的拟议速度。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14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
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
99+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年9月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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 · 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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
Arxiv
13+阅读 · 2021年7月20日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14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
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
99+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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 · 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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员