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王星尧,陈学斌
摘要: 联邦学习作为人工智能领域的重要研究方向,在保障数据隐私的前提下,通过分布式协同训练构建全局模型,为隐私敏感场景下的联合建模提供了新范式。然而,现有方法在面对客户端数据异构时,存在性能退化、训练振荡和收敛缓慢等问题。为此,提出了一种基于原型聚类与自适应加权融合的联邦学习算法——FedPFA。首先服务器对客户端上传的原型表示进行聚类,以缓解数据分布差异并增强全局模型的一致性与泛化能力,随后结合客户端费舍尔信息矩阵迹估计值为原型分配差异化权重,从而在融合过程中突出高质量客户端的贡献,抑制噪声或训练不足客户端的干扰。在MNIST、Fashion-MNIST和CIFAR-10数据集上的实验结果表明,与FedGH方法相比准确率提高了约19.64、26.14和16.15个百分点。算法在保证性能提升的同时,显著改善了全局模型的收敛速度与稳定性,并在多种数据集上展现出良好的鲁棒性与实际应用价值。
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