Federated Learning (FL) in surgical video AI enables collaborative model training without sharing sensitive data. However, standard evaluation practices - selecting the "best" global model based only on validation data from participating hospitals - can lead to suboptimal deployment choices. We identify this critical failure mode as performance leakage, where the selected model overfits internal federation data and fails to generalize to unseen institutions. We propose GEN-Guard, a practical post-hoc framework to detect and correct generalization failures in federated surgical AI. It integrates Generalization Detection via Client-Blocked Evaluation (CBE), which validates performance on isolated client distributions to prevent performance leakage, and Generalization Correction through Disagreement-Aware Distillation (DAD), which learns adaptive feature-level corrections for cross-institutional robustness. Both components operate after standard FL convergence while providing robust support for zero-shot adaptation to unseen environments. We first quantify the severity of performance leakage, observing Model Selection Failures (MSFs) exceeding 80% under standard evaluation. GEN-Guard is evaluated on two multi-center clinical challenges: surgical phase recognition in laparoscopic cholecystectomy and polyp segmentation in colonoscopy. Across both datasets, GEN-Guard consistently corrects these failures, improving in-federation F1 scores by up to 2 points, unseen-institution performance by up to 3 points, and worst-case institutional performance by 3-9 points. Performance leakage represents a systematic and previously under-recognized risk in federated surgical AI. GEN-Guard provides a practical solution for detecting and correcting such failures. By improving cross-institutional robustness and zero-shot generalization, it strengthens the reliability of FL for real-world surgical deployment.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【剑桥大学博士论文】联邦学习效率原则研究
专知会员服务
13+阅读 · 2025年9月6日
【剑桥大学博士论文】联邦自监督学习,141页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2024年6月15日
通用人工智能AGI等级保护白皮书2023(附下载,84页)
专知会员服务
69+阅读 · 2023年7月19日
【CVPR2022】UniVIP:自监督视觉预训练的统一框架
专知会员服务
28+阅读 · 2022年3月16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
「联邦学习隐私保护 」最新2022研究综述
专知
16+阅读 · 2022年4月1日
联邦学习安全与隐私保护研究综述
专知
12+阅读 · 2020年8月7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
国家自然科学基金
338+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
43+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
0+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
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30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
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
338+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
43+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
0+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
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员