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结构感知异构特征对齐的个性化联邦学习方法

吴晶 陈姚节 袁鑫 刘金鑫

计算机技术与发展2026,Vol.36Issue(8):69-77,9.
计算机技术与发展2026,Vol.36Issue(8):69-77,9.DOI:10.20165/j.cnki.ISSN1673-629X.2026.0030

结构感知异构特征对齐的个性化联邦学习方法

Structure-aware Heterogeneous Feature Alignment for Personalized Federated Learning

吴晶 1陈姚节 1袁鑫 1刘金鑫1

作者信息

  • 1. 武汉科技大学 计算机科学与技术学院,湖北 武汉 430065||智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,湖北 武汉 430065
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摘要

Abstract

Personalized federated learning(PFL)customizes models for client-specific data,addressing challenges of non-IID distributions.Existing methods suffer from intra-client feature inconsistency,causing dispersed intra-class representations and blurred boundaries,and inter-client misalignment,where heterogeneous feature scales hinder knowledge transfer and hyperparameter tuning.To overcome these issues,we propose SPAlign,a structure-aware heterogeneous feature alignment framework.It employs intra-client structure rectification via exponential moving average and intra-class standardization to enhance feature compactness,and inter-client representation alignment through unified statistical mapping to mitigate cross-client scale differences and reduce distillation temperature sensitivity.Guided by historical personalized models,SPAlign balances global knowledge with local features.Experiments on CIFAR-10,CIFAR-100,FMNIST,and TinyImageNet show consistent improvements in accuracy,robustness,and personalization,especially under high heterogeneity and large-scale client scenarios.

关键词

个性化联邦学习/异构特征对齐/结构感知/知识蒸馏/数据异质性

Key words

personalized federated learning/heterogeneous feature alignment/structure-aware/knowledge distillation/data heterogeneity

分类

信息技术与安全科学

引用本文复制引用

吴晶,陈姚节,袁鑫,刘金鑫..结构感知异构特征对齐的个性化联邦学习方法[J].计算机技术与发展,2026,36(8):69-77,9.

基金项目

湖北省自然科学基金青年B类(原青年项目)(2025AFB056) (原青年项目)

湖北省教育厅科学研究计划重点项目(D20241103) (D20241103)

智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室开放基金项目(ZNXX2023QNO3) (ZNXX2023QNO3)

计算机技术与发展

1673-629X

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