System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于结构化稀疏的联邦学习方法、系统、设备及介质技术方案_技高网

一种基于结构化稀疏的联邦学习方法、系统、设备及介质技术方案

技术编号:41944054 阅读:13 留言:0更新日期:2024-07-10 16:34
本申请公开了一种基于结构化稀疏的联邦学习方法、系统、设备及介质,方法包括:通过服务器向本地设备发送全局模型;通过所述本地设备对所述全局模型进行密度约束计算处理,得到约束密度;根据所述约束密度对所述全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型;将所述本地模型上传至所述服务器进行聚合处理,更新所述全局模型;返回至所述通过服务器向本地设备发送全局模型这一步骤,直至所述全局模型满足训练轮次。本申请实施例能够根据本地客户端的计算资源自适应地调整稀疏性,最大化满足本地客户端的计算资源需求,可以广泛应用于人工智能技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及人工智能,尤其涉及一种基于结构化稀疏的联邦学习方法、系统、设备及介质


技术介绍

1、在联邦学习框架中,由于联邦学习系统内的训练数据在下游客户端之间,并且客户端的计算资源往往差异很大,存在显著不平衡和非独立同分布的问题,会严重影响模型的收敛以及最终的模型精度。相关技术中,采用具有动态稀疏训练的联邦学习在一定程度上解决了联邦学习的系统异构性的问题。然而,大多数的稀疏训练方法通常产生非结构化的稀疏模式,这种非结构化的稀疏性可能会影响模型推理的速度,不能保证稀疏模型的准确性。综上,相关技术中存在的技术问题有待得到改善。


技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出一种基于结构化稀疏的联邦学习方法、系统、设备及介质,能够提高模型的推理速度,提高联邦学习效率。

2、为实现上述目的,本申请实施例的一方面提出了一种基于结构化稀疏的联邦学习方法,所述方法包括:

3、通过服务器向本地设备发送全局模型;

4、通过所述本地设备对所述全局模型进行密度约束计算处理,得到约束密度;

5、根据所述约束密度对所述全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型;

6、将所述本地模型上传至所述服务器进行聚合处理,更新所述全局模型;

7、返回至所述通过服务器向本地设备发送全局模型这一步骤,直至所述全局模型满足训练轮次。

8、在一些实施例中,所述通过所述本地设备对所述全局模型进行密度约束计算处理,得到约束密度,包括:

<p>9、对所述全局模型进行算力约束计算处理,得到计算资源;

10、根据算力约束条件和所述计算资源对所述全局模型的密度参数进行筛选处理,得到约束密度。

11、在一些实施例中,所述对所述全局模型进行算力约束计算处理,得到计算资源,包括:

12、根据所述全局模型确定全局模型参数和密度参数;

13、根据计算资源计算公式对所述全局模型参数和所述密度参数进行相乘求和处理,得到计算资源。

14、在一些实施例中,所述根据所述约束密度对所述全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型,包括:

15、获取本地训练数据,并将所述本地训练数据输入所述全局模型;

16、根据梯度下降算法对所述全局模型进行训练处理,得到损失梯度;

17、根据所述损失梯度对所述全局模型进行梯度平均权重计算处理,得到特征重要度;

18、根据所述特征重要度对所述全局模型进行剪枝和生长处理,得到本地模型。

19、在一些实施例中,所述根据所述损失梯度对所述全局模型进行梯度平均权重计算处理,得到特征重要度,包括:

20、获取所述全局模型的参数权重;

21、根据得分算法对所述参数权重和损失梯度进行计算处理,得到梯度得分;

22、根据梯度平均权重算法对所述梯度得分进行计算处理,得到特征重要度。

23、在一些实施例中,所述根据所述特征重要度对所述全局模型进行剪枝和生长处理,得到本地模型,包括:

24、根据所述特征重要度对所述全局模型的神经元进行剪枝处理,得到剪枝模型;

25、对所述剪枝模型进行微调处理,得到微调模型;

26、根据所述微调模型对所述全局模型进行更新处理,并返回至所述根据梯度下降算法对所述全局模型进行训练处理这一步骤,直到满足训练轮次,将所述微调模型确定为本地模型。

27、在一些实施例中,所述将所述本地模型上传至所述服务器进行聚合处理,更新所述全局模型,包括:

28、从所述本地模型中获取得到本地模型参数;

29、根据聚合算法对所述本地模型参数进行计算处理,得到更新模型参数;

30、根据所述更新模型参数对所述全局模型进行更新。

31、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种基于结构化稀疏的联邦学习系统,所述系统包括:

32、第一模块,用于通过服务器向本地设备发送全局模型;

33、第二模块,用于通过所述本地设备对所述全局模型进行密度约束计算处理,得到约束密度;

34、第三模块,用于根据所述约束密度对所述全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型;

35、第四模块,用于将所述本地模型上传至所述服务器进行聚合处理,更新所述全局模型;

36、第五模块,用于返回至所述第一模块,直至所述全局模型满足训练轮次。

37、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的方法。

38、为实现上述目的,本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。

39、本申请实施例至少包括以下有益效果:本申请提供一种基于结构化稀疏的联邦学习方法、系统、设备及介质,该方案通过本地设备对全局模型进行密度约束计算处理得到约束密度,并根据约束密度对全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型。该方案通过计算异构设备场景下的模型约束,从而根据约束条件对全局模型进行结构化稀疏训练,能够根据本地客户端的计算资源自适应地调整稀疏性,满足本地客户端的计算资源需求。另外,本方案通过对全局模型进行结构化稀疏训练,能够提高稀疏模型的准确性和推理效率。

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【技术保护点】

1.一种基于结构化稀疏的联邦学习方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过所述本地设备对所述全局模型进行密度约束计算处理,得到约束密度,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述全局模型进行算力约束计算处理,得到计算资源,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述约束密度对所述全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述损失梯度对所述全局模型进行梯度平均权重计算处理,得到特征重要度,包括:

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述特征重要度对所述全局模型进行剪枝和生长处理,得到本地模型,包括:

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,所述将所述本地模型上传至所述服务器进行聚合处理,更新所述全局模型,包括:

8.一种基于结构化稀疏的联邦学习系统,其特征在于,所述系统包括:

9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种基于结构化稀疏的联邦学习方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过所述本地设备对所述全局模型进行密度约束计算处理,得到约束密度,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述全局模型进行算力约束计算处理,得到计算资源,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述约束密度对所述全局模型进行结构化稀疏训练处理,得到本地模型,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述损失梯度对所述全局模型进行梯度平均权重计算处理,得到特征重要度,包括:

6.根据权利要求4所述的方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄志青余俊陈天戈
申请(专利权)人:广州恒沙云科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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