scaled sign compressor(比例符号压缩器)

发布时间 2023-11-09 10:29:02作者: 春山可

1、信号处理领域

在信号处理领域,"scaled sign compressor"(比例符号压缩器)是一种用于压缩信号幅度的算法。它通常用于减小信号的动态范围,以便更有效地表示或传输信号。

"scaled sign compressor"的工作原理如下:首先,它计算信号的绝对值,并将其与预先设定的阈值进行比较。如果信号的绝对值小于阈值,则保持不变;如果信号的绝对值大于阈值,则将信号的符号(正号或负号)保持不变,但将其幅度压缩到阈值的范围内。这样做的效果是,较大幅度的信号会被压缩到较小的范围内,从而减小信号的动态范围。

通过使用比例符号压缩器,可以在保持信号的符号信息的同时,减小信号的幅度范围,从而节省存储空间或提高信号传输的效率。这种技术在音频、图像和视频压缩等领域中经常被使用。

2、联邦学习领域

在联邦学习中,"scaled sign compressor"(比例符号压缩器)是一种用于在联邦学习设置中压缩和传输梯度更新的算法。它被设计用于减小梯度更新的大小,从而减少在联邦学习中传输梯度所需的通信开销。

在传统的联邦学习设置中,参与方(例如设备或客户端)将本地模型的梯度计算结果发送给中央服务器进行聚合,以更新全局模型。然而,直接传输梯度可能会导致较大的通信开销,尤其是当参与方的数量庞大或网络带宽有限时。

"scaled sign compressor" 提出了一种压缩和传输梯度更新的策略。该算法首先对梯度进行压缩,将其转换为符号位比例因子的形式。符号位表示梯度的正负方向,而比例因子则表示梯度幅度的大小。然后,压缩后的梯度通过网络传输到中央服务器进行聚合。在服务器端,通过解压缩解码操作,将压缩的梯度恢复到原始的梯度更新,并用于更新全局模型。

关于"scaled sign compressor"最早的提出论文是"Communication-Efficient Learning of Deep Networks from Decentralized Data",由H. Brendan McMahan等人于2017年在NIPS(神经信息处理系统)会议上发表。该论文提出了一种名为"Federated Averaging"的联邦学习算法,并介绍了"scaled sign compressor"作为一种压缩梯度的方法来减少通信开销。这篇论文标志着联邦学习在研究领域的早期阶段,并为后续的研究和发展奠定了基础。