Identifying informative components in binary data is an essential task in many research areas, including life sciences, social sciences, and recommendation systems. Boolean matrix factorization (BMF) is a family of methods that performs this task by efficiently factorizing the data. In real-world settings, the data is often distributed across stakeholders and required to stay private, prohibiting the straightforward application of BMF. To adapt BMF to this context, we approach the problem from a federated-learning perspective, while building on a state-of-the-art continuous binary matrix factorization relaxation to BMF that enables efficient gradient-based optimization. We propose to only share the relaxed component matrices, which are aggregated centrally using a proximal operator that regularizes for binary outcomes. We show the convergence of our federated proximal gradient descent algorithm and provide differential privacy guarantees. Our extensive empirical evaluation demonstrates that our algorithm outperforms, in terms of quality and efficacy, federation schemes of state-of-the-art BMF methods on a diverse set of real-world and synthetic data.


翻译:在生命科学、社会科学和推荐系统等众多研究领域中,识别二元数据中的信息成分是一项基本任务。布尔矩阵分解(BMF)是一类通过高效分解数据来完成此任务的方法。在现实场景中,数据通常分散在各利益相关方之间,且需要保持私密性,这阻碍了BMF的直接应用。为使BMF适应此场景,我们从联邦学习的角度处理该问题,同时基于一种先进的、可实现高效基于梯度优化的连续二元矩阵分解松弛方法。我们提出仅共享松弛后的成分矩阵,并通过一个对二元结果进行正则化的近端算子进行中心化聚合。我们证明了所提出的联邦近端梯度下降算法的收敛性,并提供了差分隐私保证。我们广泛的实证评估表明,在多样化的真实世界和合成数据集上,我们的算法在质量和效率方面均优于现有先进BMF方法的联邦化方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
47+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
19+阅读 · 2022年10月6日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Arxiv
35+阅读 · 2020年1月2日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
最新内容
探秘Palantir:驱动美情报的科技巨头
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:14
《美国海军军事海运司令部 2026年手册》
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:05
《人工智能使能系统可靠性框架》
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:28
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
14+阅读 · 4月26日
《强化学习数学基础》
专知会员服务
11+阅读 · 4月26日
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
21+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
19+阅读 · 2022年10月6日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Arxiv
35+阅读 · 2020年1月2日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
47+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员