In multiple domains, statistical tasks are performed in distributed settings, with data split among several end machines that are connected to a fusion center. In various applications, the end machines have limited bandwidth and power, and thus a tight communication budget. In this work we focus on distributed learning of a sparse linear regression model, under severe communication constraints. We propose several two round distributed schemes, whose communication per machine is sublinear in the data dimension. In our schemes, individual machines compute debiased lasso estimators, but send to the fusion center only very few values. On the theoretical front, we analyze one of these schemes and prove that with high probability it achieves exact support recovery at low signal to noise ratios, where individual machines fail to recover the support. We show in simulations that our scheme works as well as, and in some cases better, than more communication intensive approaches.


翻译:在多个领域中,统计任务通常在分布式环境中执行,数据被分割存储于多个终端机器,这些机器连接至一个融合中心。在各种应用中,终端机器的带宽和功率有限,因此通信预算十分紧张。本研究聚焦于在严格通信约束下分布式学习稀疏线性回归模型。我们提出了几种两轮分布式方案,其每台机器的通信量相对于数据维度是次线性的。在我们的方案中,各终端机器计算去偏的lasso估计量,但仅向融合中心发送极少量的数值。在理论方面,我们分析了其中一种方案,并证明在高概率下,该方案能够在低信噪比条件下实现精确的支持恢复,而单个机器在此条件下无法恢复支持集。仿真实验表明,我们的方案与通信需求更高的方法效果相当,在某些情况下甚至表现更优。

0
下载
关闭预览

相关内容

Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
108+阅读 · 2020年5月3日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2018年7月12日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
MNIST入门:贝叶斯方法
Python程序员
23+阅读 · 2017年7月3日
国家自然科学基金
8+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
46+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
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2018年7月12日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
MNIST入门:贝叶斯方法
Python程序员
23+阅读 · 2017年7月3日
相关基金
国家自然科学基金
8+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
46+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员