FedMDFG: Federated Learning with Multi-Gradient Descent and Fair Guidance

计算机科学 趋同(经济学) 梯度下降 下降(航空) 余弦相似度 编码(集合论) 相似性(几何) 数学优化 下降方向 算法 人工智能 数学 聚类分析 集合(抽象数据类型) 人工神经网络 航空航天工程 工程类 经济 程序设计语言 图像(数学) 经济增长
作者
Zibin Pan,Shuyi Wang,Chi Li,Haijin Wang,Xiaoying Tang,Junhua Zhao
出处
期刊:Proceedings of the ... AAAI Conference on Artificial Intelligence [Association for the Advancement of Artificial Intelligence (AAAI)]
卷期号:37 (8): 9364-9371 被引量:5
标识
DOI:10.1609/aaai.v37i8.26122
摘要

Fairness has been considered as a critical problem in federated learning (FL). In this work, we analyze two direct causes of unfairness in FL - an unfair direction and an improper step size when updating the model. To solve these issues, we introduce an effective way to measure fairness of the model through the cosine similarity, and then propose a federated multiple gradient descent algorithm with fair guidance (FedMDFG) to drive the model fairer. We first convert FL into a multi-objective optimization problem (MOP) and design an advanced multiple gradient descent algorithm to calculate a fair descent direction by adding a fair-driven objective to MOP. A low-communication-cost line search strategy is then designed to find a better step size for the model update. We further show the theoretical analysis on how it can enhance fairness and guarantee the convergence. Finally, extensive experiments in several FL scenarios verify that FedMDFG is robust and outperforms the SOTA FL algorithms in convergence and fairness. The source code is available at https://github.com/zibinpan/FedMDFG.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Twilight完成签到,获得积分10
1秒前
小小小完成签到,获得积分10
1秒前
尊嘟假嘟应助wuhuhu采纳,获得30
1秒前
pzt完成签到,获得积分10
1秒前
Sivona完成签到,获得积分10
2秒前
爆米花应助小筱采纳,获得10
2秒前
3秒前
笨笨火龙果完成签到,获得积分10
3秒前
机智向松完成签到,获得积分10
3秒前
无花果应助赵sir采纳,获得10
3秒前
3秒前
噼里啪啦发布了新的文献求助10
3秒前
今后应助YU采纳,获得10
4秒前
灯灯完成签到,获得积分10
4秒前
飞奔的晶粒完成签到,获得积分10
5秒前
Yangyang完成签到,获得积分10
5秒前
1122发布了新的文献求助10
5秒前
空白格完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
疯狂的安容完成签到,获得积分10
6秒前
ZephyrZY完成签到,获得积分10
7秒前
乐乐应助spy采纳,获得10
7秒前
7秒前
健壮映波应助嘻嘻嘻采纳,获得10
7秒前
害羞的不尤完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
8秒前
莉莉酱完成签到,获得积分10
8秒前
开心人达发布了新的文献求助10
8秒前
滕祥发布了新的文献求助200
9秒前
9秒前
seeU完成签到,获得积分10
9秒前
六尺巷完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
马静雨发布了新的文献求助10
9秒前
蔡佰航发布了新的文献求助10
9秒前
kaka发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6534989
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8328337
关于积分的说明 17842681
捐赠科研通 5636787
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2934706
邀请新用户注册赠送积分活动 1910870
关于科研通互助平台的介绍 1769279