Federated learning (FL) has emerged as a transformative distributed learning paradigm, enabling multiple clients to collaboratively train a global model under the coordination of a central server without sharing their raw training data. While FL offers notable advantages, it faces critical challenges in ensuring fairness across diverse demographic groups. To address these fairness concerns, various fairness-aware debiasing methods have been proposed. However, many of these approaches either require modifications to clients' training protocols or lack flexibility in their aggregation strategies. In this work, we address these limitations by introducing EquFL, a novel server-side debiasing method designed to mitigate bias in FL systems. EquFL operates by allowing the server to generate a single calibrated update after receiving model updates from the clients. This calibrated update is then integrated with the aggregated client updates to produce an adjusted global model that reduces bias. Theoretically, we establish that EquFL converges to the optimal global model achieved by FedAvg and effectively reduces fairness loss over training rounds. Empirically, we demonstrate that EquFL significantly mitigates bias within the system, showcasing its practical effectiveness.


翻译:联邦学习(FL)已成为一种变革性的分布式学习范式,允许多个客户端在中央服务器的协调下协同训练全局模型,同时无需共享其原始训练数据。尽管FL具有显著优势,但在确保不同人口群体的公平性方面面临严峻挑战。为解决这些公平性问题,研究者提出了多种公平感知的去偏方法。然而,其中许多方法要么要求修改客户端的训练协议,要么在聚合策略上缺乏灵活性。在本工作中,我们通过引入EquFL——一种新颖的服务器端去偏方法——来克服这些局限,旨在缓解FL系统中的偏差。EquFL的工作原理是:服务器在接收到客户端的模型更新后,生成单个校准更新。此校准更新随后与聚合后的客户端更新相结合,生成能降低偏差的调整后全局模型。理论上,我们证明了EquFL能收敛至通过FedAvg得到的最优全局模型,并在训练轮次中有效减少公平性损失。实验表明,EquFL显著减轻了系统内的偏差,展示了其实际有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

服务器,也称伺服器,是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求,并进行处理,因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。
服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等,和通用的计算机架构类似,但是由于需要提供高可靠的服务,因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
【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
【2022新书】联邦学习:方法和应用的综合概述
专知会员服务
149+阅读 · 2022年7月14日
亚马逊最新《联邦学习》简明综述
专知会员服务
85+阅读 · 2022年2月6日
专知会员服务
36+阅读 · 2021年7月9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
联邦学习研究综述
专知
11+阅读 · 2021年12月25日
ICLR'21 | GNN联邦学习的新基准
图与推荐
12+阅读 · 2021年11月15日
联邦学习最新研究趋势!
AI科技评论
52+阅读 · 2020年3月12日
【资源】联邦学习相关文献资源大列表
专知
10+阅读 · 2020年2月25日
联邦学习或将助力IoT走出“数据孤岛”?
中国计算机学会
20+阅读 · 2019年3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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+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
17+阅读 · 2015年12月31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
31+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+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
11+阅读 · 2013年12月31日
VIP会员
最新内容
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
0+阅读 · 10分钟前
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
6+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
7+阅读 · 6月24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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+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
17+阅读 · 2015年12月31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
31+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+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
11+阅读 · 2013年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员