The Metaverse has received much attention recently. Metaverse applications via mobile augmented reality (MAR) require rapid and accurate object detection to mix digital data with the real world. Federated learning (FL) is an intriguing distributed machine learning approach due to its privacy-preserving characteristics. Due to privacy concerns and the limited computation resources on mobile devices, we incorporate FL into MAR systems of the Metaverse to train a model cooperatively. Besides, to balance the trade-off between energy, execution latency and model accuracy, thereby accommodating different demands and application scenarios, we formulate an optimization problem to minimize a weighted combination of total energy consumption, completion time and model accuracy. Through decomposing the non-convex optimization problem into two subproblems, we devise a resource allocation algorithm to determine the bandwidth allocation, transmission power, CPU frequency and video frame resolution for each participating device. We further present the convergence analysis and computational complexity of the proposed algorithm. Numerical results show that our proposed algorithm has better performance (in terms of energy consumption, completion time and model accuracy) under different weight parameters compared to existing benchmarks.


翻译:利用移动增强现实(MAR)进行模拟应用需要快速和准确的物体探测,以便将数字数据与现实世界混合起来。联邦学习(FL)是一种令人感兴趣的分散的机器学习方法,因为它具有保护隐私的特点。由于隐私的关注和移动装置的有限计算资源,我们将FL纳入MAR系统,以合作方式培训模型。此外,为了平衡能源的权衡、执行延迟和模型准确性,从而适应不同的需求和应用情景,我们形成了一个优化问题,以尽量减少能源总消耗、完成时间和模型准确性之间的加权组合。通过将非convex优化问题分为两个子问题,我们设计了资源分配算法,以确定每个参与装置的带宽分配、传输能力、CPU频率和视频框架分辨率。我们进一步介绍了拟议的算法的趋同分析和计算复杂性。数字结果显示,我们提议的算法在与现有基准不同的重量参数下,具有更好的性(能源消耗、完成时间和模型准确性)。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3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
1+阅读 · 2014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 · 2011年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
31+阅读 · 2022年2月15日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3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
1+阅读 · 2014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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员