计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年10月28日
(v1)
,最后修订 2025年11月4日 (此版本, v2)]
标题: 探索联邦学习在热力城市特征分割中的应用——集中式与分布式方法的比较
标题: Exploring Federated Learning for Thermal Urban Feature Segmentation -- A Comparison of Centralized and Decentralized Approaches
摘要: 联邦学习(FL)是一种通过分布式训练数据和多个参与方来训练共享机器学习(ML)模型的方法。FL允许绕过传统集中式机器学习(CL)的限制,如果由于隐私或技术限制无法共享或集中存储数据,则不需要参与方之间共享数据。参与方使用自己的训练数据在本地训练模型。本文研究了在现实场景中联邦学习的实际实现和有效性,特别关注无人机(UAV)基于的热图像,在城市环境中常见的热特征检测。数据的分布式特性自然存在,使其适合联邦学习应用,因为可以在两个德国城市获取图像。由于两个地点采集的数据分布和特征特性不同,该应用面临独特的挑战。本研究通过在真实部署场景中评估联邦学习算法,做出了几个关键贡献。我们在模型准确性、训练时间、通信开销和能耗等关键性能指标上,将几种联邦学习方法与集中式学习基线进行比较。本文还探讨了各种联邦学习工作流程,比较了客户端控制的工作流程和服务器控制的工作流程。本工作的研究成果为理解基于无人机成像的分割任务中联邦学习方法的实际应用和局限性提供了有价值的参考。
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