基于修正交叉熵与像素对比学习的类别异构联邦语义分割方法 FedSeg

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本技术设计了一个面向类别异构语义分割的联邦学习方法FedSeg,旨在解决联邦学习中因数据非独立同分布(Non-IID)导致的各客户端前景-背景类别不一致及优化方向发散问题。该方法首先提出了一种简单的修正交叉熵损失函数,通过聚合背景类别的预测概率来校正本地优化的漂移;在此基础上,引入了从本地到全局的像素级对比学习策略,强制本地像素嵌入在特征空间中靠近全局语义空间的对应类别,从而构建一致且紧凑的全局特征表示。此外,该技术在Cityscapes、CamVID、PascalVOC和ADE20k四个语义分割基准上进行了广泛实验,证明了该算法能有效缓解客户端漂移问题,在提升分割质量的同时显著优于FedAvg、FedProx等现有最先进方法的性能。

数据集
数据图片
模型推理
FedAVG
Input Image
模型
FedAvg Output
FedSeg
FedSeg Input
FedSeg Model
FedSeg Output
性能展示(CamVID)
异构数据下的模型收敛性能对比
异构数据下的模型收敛性能对比