In federated learning (FL), model performance typically suffers from client drift induced by data heterogeneity, and mainstream works focus on correcting client drift. We propose a different approach named virtual homogeneity learning (VHL) to directly "rectify" the data heterogeneity. In particular, VHL conducts FL with a virtual homogeneous dataset crafted to satisfy two conditions: containing no private information and being separable. The virtual dataset can be generated from pure noise shared across clients, aiming to calibrate the features from the heterogeneous clients. Theoretically, we prove that VHL can achieve provable generalization performance on the natural distribution. Empirically, we demonstrate that VHL endows FL with drastically improved convergence speed and generalization performance. VHL is the first attempt towards using a virtual dataset to address data heterogeneity, offering new and effective means to FL.


翻译:在联合学习(FL)中,模型性能通常会因数据差异引起的客户漂移而受到影响,主流工作则侧重于纠正客户漂移。我们提出了一种不同的方法,名为虚拟同质学习(VHL),直接“校正”数据差异性。特别是,VHL使用虚拟同质数据集,以满足两种条件:不包含私人信息,而且可以分离。虚拟数据集可以来自客户之间共享的纯噪音,目的是校准不同客户的特征。理论上,我们证明VHL可以在自然分布上实现可变的通用性能。我们很生动地证明,VHL会以大幅提高的趋同速度和一般化性能来显示FL。VHL是使用虚拟数据集解决数据差异性,为FL提供新的有效手段的首次尝试。

0
下载
关闭预览

相关内容

Into the Metaverse,93页ppt介绍元宇宙概念、应用、趋势
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月19日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29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】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18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 · 2014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 · 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
1+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
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月15日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关VIP内容
Into the Metaverse,93页ppt介绍元宇宙概念、应用、趋势
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月19日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29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】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18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
相关基金
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 · 2014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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员