Federated Learning With Generalization To New Domains
Notice bibliographique
Résumé
Federated Learning (FL) is an area of research that focuses on training machine learning models in a decentralized fashion without having the need to store all data on one central server. In this thesis, we address the challenges of data heterogeneity and label scarcity in FL by proposing two novel approaches for federated domain generalization in both unsupervised and supervised settings. First, to tackle federated domain generalization in an unsupervised setting, we introduce Federated Unsupervised Domain Generalization using Global and Local Alignment of Gradients. We establish a connection between domain shifts and gradient alignment in unsupervised federated learning, demonstrating that aligning gradients at both the client and server levels facilitates the generalization of the model to new, unseen domains. FedGaLA performs gradient alignment locally to encourage clients to learn domain-invariant features, and globally at the server to obtain a more generalized aggregated model. Extensive experiments on four multi-domain datasets—PACS, OfficeHome, DomainNet, and TerraInc—show that FedGaLA outperforms comparable baselines. Ablation and sensitivity studies highlight the impact of different components and hyper-parameters in our approach. Second, to address data heterogeneity in a supervised federated learning framework, we propose Federated Domain Generalization with Label Smoothing and Balanced Decentralized Training (FedSB). FedSB utilizes label smoothing at the client level to prevent overfitting to domain-specific features, thereby enhancing generalization capabilities across diverse domains when aggregating local models into a global model. Additionally, FedSB incorporates a decentralized budgeting mechanism that balances training among clients, improving the performance of the aggregated global model. Experiments on four commonly used multi-domain datasets—PACS, VLCS, OfficeHome, and TerraInc—demonstrate that FedSB outperforms competing methods, achieving state-of-the-art results on three out of four datasets. Collectively, these contributions address critical challenges in FL by enhancing model generalization across diverse and unseen domains in both unsupervised and supervised settings. The effectiveness of FedGaLA and FedSB in addressing data heterogeneity is evidenced by their superior performance in extensive empirical evaluations.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».