Federated learning is an important privacy-preserving multi-party learning paradigm, involving collaborative learning with others and local updating on private data. Model heterogeneity and catastrophic forgetting are two crucial challenges, which greatly limit the applicability and generalizability. This paper presents a novel FCCL+, federated correlation and similarity learning with non-target distillation, facilitating the both intra-domain discriminability and inter-domain generalization. For heterogeneity issue, we leverage irrelevant unlabeled public data for communication between the heterogeneous participants. We construct cross-correlation matrix and align instance similarity distribution on both logits and feature levels, which effectively overcomes the communication barrier and improves the generalizable ability. For catastrophic forgetting in local updating stage, FCCL+ introduces Federated Non Target Distillation, which retains inter-domain knowledge while avoiding the optimization conflict issue, fulling distilling privileged inter-domain information through depicting posterior classes relation. Considering that there is no standard benchmark for evaluating existing heterogeneous federated learning under the same setting, we present a comprehensive benchmark with extensive representative methods under four domain shift scenarios, supporting both heterogeneous and homogeneous federated settings. Empirical results demonstrate the superiority of our method and the efficiency of modules on various scenarios.


翻译:联邦学习是一种重要的隐私保护多方学习范式,涉及与其他参与方的协作学习以及在私有数据上的本地更新。模型异构性和灾难性遗忘是两大关键挑战,极大地限制了其适用性和可推广性。本文提出了一种新颖的FCCL+方法,即带有非目标蒸馏的联邦相关性与相似性学习,以同时促进域内可区分性和域间泛化能力。针对异构性问题,我们利用无关的未标记公共数据实现异构参与方之间的通信。我们在logits和特征层面上构建跨相关矩阵并对齐实例相似性分布,这有效克服了通信障碍并提升了可推广能力。针对本地更新阶段的灾难性遗忘问题,FCCL+引入了联邦非目标蒸馏方法,该方法在保留域间知识的同时避免优化冲突问题,通过刻画后验类别关系充分提炼特权域间信息。考虑到现有异构联邦学习在统一设置下缺乏标准评估基准,我们构建了一个全面的基准,涵盖四种域偏移场景下的大量代表性方法,同时支持异构和同构联邦设置。实验结果证明了我们方法在各种场景下的优越性及各模块的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
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
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月11日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月10日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
VIP会员
最新内容
《基于强化学习的自动化红队测试》
专知会员服务
3+阅读 · 7月23日
伊朗不对称防空战略的演进
专知会员服务
4+阅读 · 7月23日
对抗环境下超视距目标打击的情报支援
专知会员服务
10+阅读 · 7月22日
《无人机对海面作战影响评估》
专知会员服务
15+阅读 · 7月21日
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
7+阅读 · 7月20日
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员