Federated learning (FL) has been proposed as a method to train a model on different units without exchanging data. This offers great opportunities in the healthcare sector, where large datasets are available but cannot be shared to ensure patient privacy. We systematically investigate the effectiveness of FL on the publicly available eICU dataset for predicting the survival of each ICU stay. We employ Federated Averaging as the main practical algorithm for FL and show how its performance changes by altering three key hyper-parameters, taking into account that clients can significantly vary in size. We find that in many settings, a large number of local training epochs improves the performance while at the same time reducing communication costs. Furthermore, we outline in which settings it is possible to have only a low number of hospitals participating in each federated update round. When many hospitals with low patient counts are involved, the effect of overfitting can be avoided by decreasing the batchsize. This study thus contributes toward identifying suitable settings for running distributed algorithms such as FL on clinical datasets.


翻译:联邦学习(FL)被提议为一种方法,用于培训不同单位的模型而无需交换数据,这为保健部门提供了巨大的机会,因为保健部门有大量的数据集可供使用,但无法共享,以确保患者隐私。我们系统地调查公众可公开获得的 eICU 数据集的FL 有效性,以预测每个ICU 停留的存活情况。我们采用Federal Average作为FL的主要实用算法,并显示其性能变化,为此改造了三个关键超参数,同时考虑到客户的大小差异很大。我们发现,在许多环境里,大量的当地培训区提高了性能,同时降低了通信成本。此外,我们概述了在哪些情况下,只有少量的医院可以参加每个联合更新周期。当涉及许多病人人数较少的医院时,通过减少分级规模可以避免过度装配。因此,这项研究有助于确定在临床数据集上使用FL等分布的算法的适当环境。

0
下载
关闭预览

相关内容

联邦学习(Federated Learning)是一种新兴的人工智能基础技术,在 2016 年由谷歌最先提出,原本用于解决安卓手机终端用户在本地更新模型的问题,其设计目标是在保障大数据交换时的信息安全、保护终端数据和个人数据隐私、保证合法合规的前提下,在多参与方或多计算结点之间开展高效率的机器学习。其中,联邦学习可使用的机器学习算法不局限于神经网络,还包括随机森林等重要算法。联邦学习有望成为下一代人工智能协同算法和协作网络的基础。
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
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
23+阅读 · 2019年5月22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
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
4+阅读 · 2013年2月4日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+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
Fast Deep Autoencoder for Federated learning
Arxiv
1+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
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
VIP会员
相关VIP内容
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
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
23+阅读 · 2019年5月22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
相关论文
Fast Deep Autoencoder for Federated learning
Arxiv
1+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
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月7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 · 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
4+阅读 · 2013年2月4日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+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