Recent advances in wearable devices and Internet-of-Things (IoT) have led to massive growth in sensor data generated in edge devices. Labeling such massive data for classification tasks has proven to be challenging. In addition, data generated by different users bear various personal attributes and edge heterogeneity, rendering it impractical to develop a global model that adapts well to all users. Concerns over data privacy and communication costs also prohibit centralized data accumulation and training. We propose SemiPFL that supports edge users having no label or limited labeled datasets and a sizable amount of unlabeled data that is insufficient to train a well-performing model. In this work, edge users collaborate to train a Hyper-network in the server, generating personalized autoencoders for each user. After receiving updates from edge users, the server produces a set of base models for each user, which the users locally aggregate them using their own labeled dataset. We comprehensively evaluate our proposed framework on various public datasets from a wide range of application scenarios, from wearable health to IoT, and demonstrate that SemiPFL outperforms state-of-art federated learning frameworks under the same assumptions regarding user performance, network footprint, and computational consumption. We also show that the solution performs well for users without label or having limited labeled datasets and increasing performance for increased labeled data and number of users, signifying the effectiveness of SemiPFL for handling data heterogeneity and limited annotation. We also demonstrate the stability of SemiPFL for handling user hardware resource heterogeneity in three real-time scenarios.


翻译:在可磨损装置和互联网电话(IoT)方面最近的进展导致边缘设备产生的传感器数据大幅增长。 将如此庞大的数据贴上分类任务标签证明具有挑战性。 此外, 不同用户生成的数据具有各种个人属性和边缘差异性, 使得开发适合所有用户的全球模型不切实际。 对数据隐私和通信成本的担忧也禁止集中数据积累和培训。 我们提议SepPFL 支持没有标签或有标签的数据集的边缘用户, 以及数量庞大的未贴标签的数据, 不足以培训一个良好的模型。 在这项工作中, 边缘用户合作在服务器上培训一个超网络, 产生针对每个用户的个人化自动编码。 在从边缘用户收到最新更新后, 服务器为每个用户制作了一套基础模型, 用户用他们自己贴标签的数据集来汇总这些模型。 我们全面评价了我们从易损健康到IoT等多种应用情景的各种公共数据集的拟议框架, 并显示SepFIL 超越了服务器的精确性能度, 也为不断增长的用户的精确数据计算结果, 测试框架之下, 我们为不断更新的用户在不断更新的标签标签和不断更新的数据计算中, 测试中, 进行同样的计算。

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+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
78+阅读 · 2019年10月10日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23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 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 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 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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+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
1+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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月16日
Arxiv
20+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
A Survey on Edge Intelligence
Arxiv
52+阅读 · 2020年3月26日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23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 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 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 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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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