Artigo em revista científica Q1
Adding data quality to federated learning performance improvement
Ernesto G. Valente Neto (Neto, E. G. V.); Solon A. Peixoto Jr. (Peixoto Jr., S. A.); Valderi Leithardt (Leithardt, V. R. Q.); Juan Francisco de Paz Santana (Santana, J. F. P.); Julio C. S. dos Anjos (Anjos, J. C. S. dos.);
Título Revista
IEEE Access
Ano (publicação definitiva)
2025
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
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Abstract/Resumo
Massive data generation from Internet of Things (IoT) devices increases the demand for efficient data analysis to extract meaningful insights. Federated Learning (FL) allows IoT devices to collaborate in AI training models while preserving data privacy. However, selecting high-quality data for training remains a critical challenge in FL environments with non-independent and identically distributed (non-iid) data. Poor-quality data introduces errors, delays convergence, and increases computational costs. This study develops a data quality analysis algorithm for FL and centralized environments to address these challenges. The proposed algorithm reduces computational costs, eliminates unnecessary data processing, and accelerates AI model convergence. The experiments used the MNIST, Fashion-MNIST, CIFAR-10, and CIFAR-100 datasets, and performance evaluation was based on main literature metrics like accuracy, recall, F1 score, and precision. Results show the best case execution time reductions of up to 56.49%, with an accuracy loss of around 0.50%.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
Data quality,Deep learning,Federated learning,IoT,IID,Non-IID
  • Ciências da Computação e da Informação - Ciências Naturais
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
001 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
UIDB/04466/2020 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
406517/2022-3 Brazil’s National Council for Scientific and Technological Development
UIDP/04466/2020 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
2020/09706-7 São Paulo Research Foundation
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