Федеративная кооперативная классификация сцен дистанционного зондирования с самостоятельной эволюцией архитектур нейронных сетей

LI Jianzhao ,  

WANG Shanfeng ,  

YANG Rui ,  

TANG Zedong ,  

ZHOU Yu ,  

GONG Maoguo ,  

摘要

Существующие методы федеративной классификации сцен дистанционного зондирования обычно предполагают фиксированную сетевую архитектуру клиента, игнорируя значительную гетерогенность в вычислительных ресурсах, хранении и энергоснабжении таких устройств, как спутники и беспилотники, что приводит к трудностям в адаптации и развертывании моделей на ресурсно-ограниченных терминалах и ограничивает практическую эффективность федеративной системы. В связи с этим, для исследования кооперативного метода, поддерживающего самостоятельную эволюцию архитектуры нейронных сетей в рамках федеративной системы, в данной работе предложен метод поиска архитектуры нейронной сети, основанный на совместной выборке путей и данных. Метод использует парадигму обучения архитектуры нейронной сети "один раз обучить — использовать многократно" и реализует персонализированную адаптацию клиентов через кооперативный механизм двойной выборки по пути и данным. На этапе совместного обучения сверхсети каждый клиент динамически отбирает ключевые подсети с помощью выборки путей, управляемой нормой градиента, а выборка данных с верхней границей градиента фокусируется на высокоценных образцах, значительно снижая затраты на обучение и коммуникацию сверхсети; на этапе многостороннего развертывания подсетей с помощью эволюционного алгоритма ищется персонализированная сеть с оптимальной точностью на основе локальных данных. Кроме того, результаты экспериментов на четырёх эталонных гетерогенных наборах данных для классификации сцен дистанционного зондирования демонстрируют, что данный метод значительно превосходит фиксированные архитектуры и основные методы обрезки в условиях независимого неидентичного распределения, может эволюционировать лёгкие высокопроизводительные специализированные сети для гетерогенных клиентов при сохранении конфиденциальности данных, эффективно улучшая возможность развертывания и общую производительность федеративных систем дистанционного зондирования.

关键词

Федеративное обучение;Классификация сцен дистанционного зондирования;Поиск архитектуры нейронных сетей, эволюционные вычисления, кооперативное обучение и оптимизация

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website