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Enregistrement W3170790803 · doi:10.1109/tccn.2021.3084406

Fast-Convergent Federated Learning With Adaptive Weighting

2021· article· en· W3170790803 sur OpenAlexaff
Hongda Wu, Ping Wang

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiquePrivacy-Preserving Technologies in Data
Établissements canadiensYork University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceNode (physics)WeightingConvergence (economics)OrchestrationArtificial intelligenceTheoretical computer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Federated learning (FL) enables resource-constrained edge nodes to collaboratively learn a global model under the orchestration of a central server while keeping privacy-sensitive data locally. The non-independent-and-identically-distributed (non-IID) data samples across participating nodes slow model training and impose additional communication rounds for FL to converge. In this paper, we proposeFederatedAdaptive Weighting (FedAdp) algorithm that aims to accelerate model convergence under the presence of nodes with non-IID dataset. We observe the implicit connection between the node contribution to the global model aggregation and data distribution on the local node through theoretical and empirical analysis. We then propose to assign different weights for updating the global model based on node contribution adaptively through each training round. The contribution of participating nodes is first measured by the angle between the local gradient vector and the global gradient vector, and then, weight is quantified by a designed non-linear mapping function subsequently. The simple yet effective strategy can reinforce positive (suppress negative) node contribution dynamically, resulting in communication round reduction drastically. Its superiority over the commonly adopted Federated Averaging (FedAvg) is verified both theoretically and experimentally. With extensive experiments performed in Pytorch and PySyft, we show that FL training withFedAdpcan reduce the number of communication rounds by up to 54.1% on MNIST dataset and up to 45.4% on FashionMNIST dataset, as compared toFedAvgalgorithm.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,010
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,023

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,010
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,003
Science ouverte0,0040,003
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,049
Tête enseignante GPT0,273
Écart entre enseignants0,223 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations208
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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