Deep learning is effective in diagnosing COVID-19 and requires a large amount of data to be effectively trained. Due to data and privacy regulations, hospitals generally have no access to data from other hospitals. Federated learning (FL) has been used to solve this problem, where it utilizes a distributed setting to train models in hospitals in a privacy-preserving manner. Deploying FL is not always feasible as it requires high computation and network communication resources. This paper evaluates five FL algorithms' performance and resource efficiency for Covid-19 detection. A decentralized setting with CNN networks is set up, and the performance of FL algorithms is compared with a centralized environment. We examined the algorithms with varying numbers of participants, federated rounds, and selection algorithms. Our results show that cyclic weight transfer can have better overall performance, and results are better with fewer participating hospitals. Our results demonstrate good performance for detecting COVID-19 patients and might be useful in deploying FL algorithms for covid-19 detection and medical image analysis in general.


翻译:深度学习在COVID-19的诊断方面很有效,但有效的训练需要大量的数据。由于数据和隐私法规的限制,医院通常无法访问其他医院的数据。联邦学习(FL)解决了这个问题,它利用分散的设置以隐私保护方式在医院中训练模型。部署FL并不总是可行的,因为它需要高计算和网络通信资源。本文评估了五种FL算法在Covid-19检测方面的性能和资源效率。建立了一个具有CNN网络的分散设置,并将FL算法的性能与中央环境进行了比较。我们检查了具有不同参与者数量、联邦回合和选择算法的算法。我们的结果表明,循环权重转移可以有更好的整体性能,在参与医院较少的情况下结果更好。我们的结果展示了在检测COVID-19患者方面良好的性能,并且可能在部署FL算法用于Covid-19检测和医学图像分析等领域具有实用价值。

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