Traditional data masking techniques such as anonymization cannot achieve the expected privacy protection while ensuring data utility for privacy-preserving machine learning. Synthetic data plays an increasingly important role as it generates a large number of training samples and prevents information leakage in real data. The existing methods suffer from the repeating trade-off processes between privacy and utility. We propose a novel framework for differential privacy generation, which employs an Error Feedback Stochastic Gradient Descent(EFSGD) method and introduces a reconstruction loss and noise injection mechanism into the training process. We generate images with higher quality and usability under the same privacy budget as the related work. Extensive experiments demonstrate the effectiveness and generalization of our proposed framework for both grayscale and RGB images. We achieve state-of-the-art results over almost all metrics on three benchmarks: MNIST, Fashion-MNIST, and CelebA.


翻译:传统的数据掩码技术(如匿名化)在确保隐私保护机器学习数据效用的同时,难以实现预期的隐私保护效果。合成数据通过生成大量训练样本并防止真实数据的信息泄露,正发挥着日益重要的作用。现有方法在隐私性与效用性之间往往需要反复权衡。本文提出一种新颖的差分隐私生成框架,该框架采用误差反馈随机梯度下降(EFSGD)方法,并在训练过程中引入重建损失与噪声注入机制。在相同隐私预算下,相比相关研究,本方法生成的图像具有更高的质量与可用性。大量实验证明,所提框架对灰度图像与RGB图像均具有显著的有效性与泛化能力。在MNIST、Fashion-MNIST和CelebA三个基准数据集上,本方法在几乎所有指标上均取得了最先进的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

《利用合成数据生成加强军事决策支持》
专知会员服务
42+阅读 · 2024年12月30日
【斯坦福博士论文】有效的差分隐私深度学习,153页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2024年7月10日
「机器学习中差分隐私」最新2022进展综述
专知会员服务
53+阅读 · 2022年9月9日
专知会员服务
14+阅读 · 2021年9月14日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月1日
关于GANs在医学图像领域应用的总结
人工智能前沿讲习班
31+阅读 · 2019年6月4日
【专题】美国隐私立法进展的总体分析
蚂蚁金服评论
11+阅读 · 2019年4月25日
差分隐私保护:从入门到脱坑
FreeBuf
17+阅读 · 2018年9月10日
FCS 论坛 | 孟德宇:误差建模原理
FCS
15+阅读 · 2017年8月17日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月13日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员