Federated learning (FL) has emerged as an important machine learning paradigm where a global model is trained based on the private data from distributed clients. However, most of existing FL algorithms cannot guarantee the performance fairness towards different groups because of data distribution shift over groups. In this paper, we formulate the problem of unified group fairness on FL, where the groups can be formed by clients (including existing clients and newly added clients) and sensitive attribute(s). To solve this problem, we first propose a general fair federated framework. Then we construct a unified group fairness risk from the view of federated uncertainty set with theoretical analyses to guarantee unified group fairness on FL. We also develop an efficient federated optimization algorithm named Federated Mirror Descent Ascent with Momentum Acceleration (FMDA-M) with convergence guarantee. We validate the advantages of the FMDA-M algorithm with various kinds of distribution shift settings in experiments, and the results show that FMDA-M algorithm outperforms the existing fair FL algorithms on unified group fairness.


翻译:联邦学习(FL)已成为一个重要的机器学习范例,在这种模式下,根据分布式客户的私人数据对一个全球模式进行培训,然而,现有的FL算法大多不能保证对不同群体的业绩公平,因为数据分布在群体之间。在本文中,我们提出了FL统一群体公平的问题,因为客户(包括现有客户和新增加的客户)和敏感属性可以组成这些群体。为了解决这个问题,我们首先提议一个一般的公平联邦化框架。然后,我们从结合的不确定性的角度来构建一个统一的集团公平风险。 我们用理论分析来建立这种风险,以保证对FL的统一群体公平。我们还开发了一种高效的联邦优化算法,名为FMDA-M算法(FMDA-M),并附有趋同保证。我们验证FMDA-M算法的优点和实验中各种分配转移设置的优点,结果显示FMDA-M算法在统一群体公平性现有公平的FL算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
92+阅读 · 2020年12月2日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Arxiv'21 | Graph Federated Learning
图与推荐
0+阅读 · 2021年11月17日
讲座报名丨 ICML专场
THU数据派
0+阅读 · 2021年9月15日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
18+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Advances and Open Problems in Federated Learning
Arxiv
18+阅读 · 2019年12月10日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
10+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Arxiv'21 | Graph Federated Learning
图与推荐
0+阅读 · 2021年11月17日
讲座报名丨 ICML专场
THU数据派
0+阅读 · 2021年9月15日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
18+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员