[논문 리뷰] A Survey on Heterogeneous Federated Learning
이 연구는 이질적 연합 학습(HFL)을 포괄적으로 검토하며 데이터 공간, 통계적 이질성, 시스템 이질성을 다루고, 계통학(분류)과 전이 학습 전략, 향후 방향을 제시한다.
Federated learning (FL) has been proposed to protect data privacy and virtually assemble the isolated data silos by cooperatively training models among organizations without breaching privacy and security. However, FL faces heterogeneity from various aspects, including data space, statistical, and system heterogeneity. For example, collaborative organizations without conflict of interest often come from different areas and have heterogeneous data from different feature spaces. Participants may also want to train heterogeneous personalized local models due to non-IID and imbalanced data distribution and various resource-constrained devices. Therefore, heterogeneous FL is proposed to address the problem of heterogeneity in FL. In this survey, we comprehensively investigate the domain of heterogeneous FL in terms of data space, statistical, system, and model heterogeneity. We first give an overview of FL, including its definition and categorization. Then, We propose a precise taxonomy of heterogeneous FL settings for each type of heterogeneity according to the problem setting and learning objective. We also investigate the transfer learning methodologies to tackle the heterogeneity in FL. We further present the applications of heterogeneous FL. Finally, we highlight the challenges and opportunities and envision promising future research directions toward new framework design and trustworthy approaches.
연구 동기 및 목표
- 연합 학습(FL)에서의 이질성 문제의 동기 부여와 정의 및 프라이버시, 보안, 효율성에 미치는 영향.
- 데이터 공간, 통계적 이질성, 시스템 이질성에 걸친 이질적 FL 설정의 분류 체계를 제공합니다.
- FL에서 이질성을 다루기 위한 전이 학습 전략을 식별합니다(데이터 기반, 아키텍처 기반, 모델 기반).
- 산업 전반의 이질적 FL 응용을 조사하고 도전 과제와 향후 연구 방향을 구분합니다.
- 이질적 FL 시스템에 대한 신뢰할 수 있는 프레임워크 설계 고려사항을 강조합니다.]
- method":["데이터 공간, 통계적, 시스템 이질성에 걸친 이질적 FL에 관한 기존 문헌을 검토하고 종합합니다.","문제 설정과 학습 목표를 기반으로 이질적 FL 설정의 정밀한 분류 체계를 제안합니다.","데이터 기반, 아키텍처 기반, 모델 기반 관점에서 이질성에 대처하기 위한 전이 학습 방법론을 분석합니다.","FL의 보안 및 프라이버시 위협을 논의하고 보존 기술(MPC, HE, DP, TEE)을 요약합니다.","이질적 FL의 실용적 응용을 조사하고 향후 과제와 기회를 제시합니다."]
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이 리뷰는 AI가 만들고, 인간 에디터가 검토했습니다.