一种基于预测机制的聚类联邦学习方法、系统与电子设备技术方案

技术编号:46552425 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:11
本发明专利技术涉及一种基于预测机制的聚类联邦学习方法、系统与电子设备,该方法包括:配置客户端与服务器架构,初始化各客户端本地数据分布;通过多中心聚类算法对客户端进行聚类分组,确定K个聚类中心;利用随机期望最大化算法更新聚类分配和聚类中心全局参数;基于聚类结果,在K个聚类中心分别通过部分客户端选择策略训练模型,进行本地模型参数更新;将聚类中心全局参数与本地模型参数动态融合,形成融合参数;使用融合参数在本地测试集上进行预测评估,输出优化后的多中心聚类模型。与现有技术相比,本发明专利技术具有提高了非IID环境的模型性能与收敛速度等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分布式机器学习,尤其是涉及一种基于预测机制的聚类联邦学习方法、系统与电子设备


技术介绍

1、联邦学习作为一种保护用户隐私的分布式机器学习技术,在物联网、医疗健康等领域应用广泛。然而,实际应用中客户端数据分布差异大、训练参与不均衡等非iid特性,导致传统联邦学习方法性能下降、收敛速度慢。

2、现有技术如fedavg、fedprox等单一全局模型方法在非iid环境中表现不佳;而基于k-means的多中心聚类方法(如fesem)虽有改进,但过度依赖所有客户端参与训练,且难以适应新加入客户端,限制了实际部署效率。亟需一种能适应部分客户端参与、支持新客户端动态加入的鲁棒联邦学习方法。

3、经过检索,中国专利技术专利申请公开号cn113033820b公开了一种联邦学习方法、装置以及设备,所述方法包括:确定根据客户端之间的相似度进行聚类得到的多个客户端组,以及所述客户端组中的代表客户端,所述客户端应用在物联网设备上;通过所述代表客户端,向所述客户端组发送训练请求;接收所述代表客户端反馈的所述客户端组中部分客户端的训练数据,所述部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述多中心聚类机制包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述的部分客户端选择策略包括聚类比例抽样、轮次间隔评估及新客户端适应机制。

4.根据权利要求3所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述的聚类比例抽样具体为:从每个聚类中心随机选择一定比例的客户端组成训练集合sck,计算公式为:

5.根据权利要求3所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特...

【技术特征摘要】

1.一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述多中心聚类机制包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述的部分客户端选择策略包括聚类比例抽样、轮次间隔评估及新客户端适应机制。

4.根据权利要求3所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述的聚类比例抽样具体为:从每个聚类中心随机选择一定比例的客户端组成训练集合sck,计算公式为:

5.根据权利要求3所述的一种基于预测机制的聚类联邦学习方法,其特征在于,所述轮次间隔评估具体为:计算客户端参与训练的间隔轮次nt=t-lt,其中t为当前轮次,lt为最近一次参与训练的轮次;

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:倪明亮
申请(专利权)人:上海电力大学
类型:发明
国别省市:

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