This paper explores how to customize time series classification (TSC) methods with the help of external data in a privacy-preserving federated learning (FL) scenario. To the best of our knowledge, we are the first to study on this essential topic. Achieving this goal requires us to seamlessly integrate the techniques from multiple fields including Data Mining, Machine Learning, and Security. In this paper, we systematically investigate existing TSC solutions for the centralized scenario and propose FedST, a novel FL-enabled TSC framework based on a shapelet transformation method. We recognize the federated shapelet search step as the kernel of FedST. Thus, we design a basic protocol for the FedST kernel that we prove to be secure and accurate. However, we identify that the basic protocol suffers from efficiency bottlenecks and the centralized acceleration techniques lose their efficacy due to the security issues. To speed up the federated protocol with security guarantee, we propose several optimizations tailored for the FL setting. Our theoretical analysis shows that the proposed methods are secure and more efficient. We conduct extensive experiments using both synthetic and real-world datasets. Empirical results show that our FedST solution is effective in terms of TSC accuracy, and the proposed optimizations can achieve three orders of magnitude of speedup.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

服务范围涵盖服务创新研发的所有计算和软件科学技术方面。IEEE服务计算事务强调算法、数学、统计和计算方法,这些方法是服务计算的核心,是面向服务的体系结构、Web服务、业务流程集成、解决方案性能管理、服务操作和管理的新兴领域。官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/tsc/
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2019年3月14日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员