Rapidly developing intelligent healthcare systems are underpinned by Sixth Generation (6G) connectivity, ubiquitous Internet of Things (IoT), and Deep Learning (DL) techniques. This portends a future where 6G powers the Internet of Medical Things (IoMT) with seamless, large-scale, and real-time connectivity amongst entities. This article proposes a Convolutional Neural Network (CNN) based Federated Learning framework that combines Secure Multi-Party Computation (SMPC) based aggregation and Encrypted Inference methods, all within the context of 6G and IoMT. We consider multiple hospitals with clusters of mixed IoMT and edge devices that encrypt locally trained models. Subsequently, each hospital sends the encrypted local models for SMPC-based encrypted aggregation in the cloud, which generates the encrypted global model. Ultimately, the encrypted global model is returned to each edge server for more localized training, further improving model accuracy. Moreover, hospitals can perform encrypted inference on their edge servers or the cloud while maintaining data and model privacy. Multiple experiments were conducted with varying CNN models and datasets to evaluate the proposed framework's performance.


翻译:由第六代(6G)通信技术、普适物联网和深度学习技术支撑的智能医疗系统正在快速发展。这预示着6G将赋能医疗物联网,实现实体间无缝、大规模、实时的互联。本文提出一种基于卷积神经网络的联邦学习框架,该框架结合了基于安全多方计算的聚合与加密推理方法,并应用于6G与医疗物联网场景中。我们考虑多所医院部署混合医疗物联网及边缘设备集群,对本地训练的模型进行加密。随后,各医院将加密后的本地模型发送至云端进行基于SMPC的加密聚合,生成加密全局模型。最终,加密全局模型返回至各边缘服务器以开展更本地化的训练,进一步提升模型精度。此外,医院可在其边缘服务器或云端执行加密推理,同时保障数据与模型隐私。通过采用不同CNN模型与数据集进行多项实验,评估了所提框架的性能。

1
下载
关闭预览

相关内容

Mac 平台下的最佳 GTD 软件之一.有 iOS 版本. culturedcode.com/things
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19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
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
36+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
106+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
0+阅读 · 2013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
0+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 · 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 · 2012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
0+阅读 · 2009年12月31日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
9+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
6+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
6+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
9+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
14+阅读 · 7月31日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
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
0+阅读 · 2013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
0+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 · 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 · 2012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
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员