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联邦学习——Base + Personalization Layers的另一种玩法

在典型的联邦学习中,不同设备之间的数据分布差异很大。为了缓解这种统计异质性的不利影响,《Federated learning with personalization layers》这篇文章给出了一个新的思路:将模型分为基础层和个性化层,提出了名为 FedPer 的架构。与联邦迁移学习(即首先对所有层进行全局训练,然后对所有或个别层进行局部数据再训练)不同,FedPer 先在全局数据上训练基础层,再在本地数据上训练个性化层,避免了联邦迁移学习需要重训练的问题。
《Exploiting Shared Representations for Personalized Federated Learning》所提出的 FedRep 算法就类似于 Base + Personalization Layers 的形式。但它基于“数据间通常存在一个 global feature representation,而 client 或 task 之间的统计异质性主要集中在 labels 上”这一直觉,提出用基础层来学习数据间的 global feature representation 的降维表示,以缓解 Non-IID 对模型训练的影响,用个性化层作为每个 client 唯一的 local head 实现个性化。
那废话不多说,我们直接看这个算法长什么样。下图就是FedRep的图示结构

  • global representation φ : R d → R k φ : R^d → R^k φ:
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