Harmony: Heterogeneous Multi-Modal Federated Learning through Disentangled Model Training

计算机科学 试验台 情态动词 和声(颜色) 模态(人机交互) 人工智能 机器学习 分布式计算 计算机网络 艺术 视觉艺术 化学 高分子化学
作者
Xiaomin Ouyang,Zhiyuan Xie,Heming Fu,Sitong Cheng,L J Pan,Neiwen Ling,Guoliang Xing,Jiayu Zhou,Jianwei Huang
标识
DOI:10.1145/3581791.3596844
摘要

Multi-modal sensing systems are increasingly prevalent in real-world applications such as health monitoring and autonomous driving. Most multi-modal learning approaches need to access users' raw data, which poses significant concerns to users' privacy. Federated learning (FL) provides a privacy-aware distributed learning framework. However, current FL approaches have not addressed the unique challenges of heterogeneous multi-modal FL systems, such as modality heterogeneity and significantly longer training delay. In this paper, we propose Harmony, a new system for heterogeneous multi-modal federated learning. Harmony disentangles the multi-modal network training in a novel two-stage framework, namely modality-wise federated learning and federated fusion learning. By integrating a novel balance-aware resource allocation mechanism in modality-wise FL and exploiting modality biases in federated fusion learning, Harmony improves the model accuracy under non-i.i.d. data distributions and speeds up system convergence. We implemented Harmony on a real-world multi-modal sensor testbed deployed in the homes of 16 elderly subjects for Alzheimer's Disease monitoring. Our evaluation on the testbed and three large-scale public datasets of different applications show that, Harmony outperforms by up to 46.35% accuracy over state-of-the-art baselines and saves up to 30% training delay.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
闪闪乘风完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
英俊的铭应助廷聿采纳,获得10
1秒前
风趣的洙完成签到,获得积分10
2秒前
小贾是真的完成签到,获得积分10
2秒前
吴可佳发布了新的文献求助10
3秒前
坦率白竹发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
无情修杰完成签到 ,获得积分10
3秒前
道尔发布了新的文献求助10
3秒前
热情嘉懿完成签到,获得积分10
3秒前
大闲鱼铭一完成签到 ,获得积分10
3秒前
源西瓜应助juanjuan采纳,获得10
3秒前
3秒前
AFF完成签到,获得积分10
3秒前
田様应助小天使海蒂采纳,获得10
5秒前
xiayil发布了新的文献求助10
5秒前
luochen完成签到,获得积分0
5秒前
洗澡记得戴浴帽完成签到,获得积分10
6秒前
英俊的铭应助sui采纳,获得10
6秒前
rss完成签到,获得积分10
7秒前
waws完成签到,获得积分10
7秒前
结实青文完成签到 ,获得积分10
8秒前
小姜同学发布了新的文献求助10
8秒前
满家归寻完成签到 ,获得积分10
8秒前
旷野完成签到 ,获得积分10
8秒前
呆二龙完成签到 ,获得积分10
8秒前
藜誌发布了新的文献求助10
8秒前
Rory完成签到 ,获得积分10
9秒前
吕奎完成签到,获得积分10
9秒前
张雅露完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
充电宝应助Niki采纳,获得30
10秒前
ant完成签到,获得积分10
10秒前
万能图书馆应助道尔采纳,获得10
10秒前
11秒前
yidezhang完成签到,获得积分20
11秒前
zhaoda完成签到 ,获得积分10
11秒前
蓝莓芝士完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
Teacher Wellbeing: A Real Conversation for Teachers and Leaders 500
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
The YWCA in China The Making of a Chinese Christian Women’s Institution, 1899–1957 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5402127
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4520699
关于积分的说明 14081460
捐赠科研通 4434175
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2434395
邀请新用户注册赠送积分活动 1426608
关于科研通互助平台的介绍 1405367