基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法和装置制造方法及图纸

技术编号:41207686 阅读:20 留言:0更新日期:2024-05-09 23:29
本发明专利技术属于机器学习技术领域,公开了一种基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法和装置,所述方法包括:响应于多分类任务,将初始化后的全局模型作为教师模型发送给全体客户端;在随机获取的活跃客户端中筛选当前边际收益最大的客户端,直至获得满足预定大小的边际收益最大的客户端子集;利用本地数据样本分别计算学生模型的预测概率和教师模型的预测概率分布;利用学生模型与教师模型输出的预测概率分布之间的KL散度损失和本地模型的损失进行训练,以得到本地模型;中央服务器接收各个客户端更新后的模型参数,通过模型聚合得到优化后的全局模型。经过优化的模型在多分类任务上实现了更好的性能,同时模型收敛速度也得到了显著提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器学习,特别涉及一种基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法和装置


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、随着信息革命的发展,海量的数据在不断地产生,如何合理有效地利用这些数据成为一个热点方向。由于隐私政策的保护,很多数据不能被轻易的获取,数据间相互隔离,形成了一个个数据孤岛。如何建立数据孤岛间沟通的桥梁,打破数据之间的界限,成为一个热点问题,联邦学习(federated learning)为解决该问题提供了一个新的方向。

3、联邦学习是一种分布式机器学习方法,它允许多个客户端在不共享本地数据的情况下共同训练机器学习模型。在联邦学习中,每个客户端训练一个本地模型,而模型参数通过加密和安全的通信传输给中央服务器,以进行模型的全局聚合和改进。这种方式使得数据保持在本地,不必传输到中心服务器,从而有效保护了隐私。联邦学习在打破数据孤岛之间的隔离、促进跨界协作方面具有广泛的应用潜力,尤其适用于电力数据、医疗数据等敏感数据的分析。

4、在联邦学习的每一轮通信本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,响应于多分类任务,对待优化的全局模型进行初始化,具体包括:

3.根据权利要求2所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,所述多分类任务y的表达式为:

4.根据权利要求1所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,应用随机贪婪算法,在随机获取的活跃客户端中筛选当前边际收益最大的客户端。

5.根据权利要求4所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化...

【技术特征摘要】

1.一种基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,响应于多分类任务,对待优化的全局模型进行初始化,具体包括:

3.根据权利要求2所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,所述多分类任务y的表达式为:

4.根据权利要求1所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,应用随机贪婪算法,在随机获取的活跃客户端中筛选当前边际收益最大的客户端。

5.根据权利要求4所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,筛选当前边际收益最大的客户端,具体包括:

6.根据权利要求5所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,所述本地模型的训练过程,具体包括:

7.根据权利要求6所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,利用第一表达式,计算教师模型的分布平缓程度λ;

8.根据权利要求6所述的基于联邦学习和知识蒸馏的多分类模型优化方法,其特征在于,利用第二表达式,计算教师模型的预测概率分布p(x);

9.根据权利要求6所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙莉莉刘冬兰刘新常英贤张昊王睿赵鹏王勇胡恒瑞陈剑飞赵丽娜王岳史玉良吕梁张方哲马雷赵夫慧姚洪磊于灏秦佳峰赵洺哲孙梦谦苏冰许善杰金玉辉
申请(专利权)人:国网山东省电力公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:

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