論文の概要: Fairness in Forecasting of Observations of Linear Dynamical Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.05274v4
- Date: Mon, 15 May 2023 20:13:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-17 19:44:36.351100
- Title: Fairness in Forecasting of Observations of Linear Dynamical Systems
- Title(参考訳): 線形力学系の観測予測における公平性
- Authors: Quan Zhou, Jakub Marecek, Robert N. Shorten
- Abstract要約: 本稿では, 時系列予測問題において, 公平性と即時公正性の2つの自然概念を導入する。
公平性に制約された学習問題の最適化のためのグローバル収束手法を示す。
本手法の有効性を示すために,保険申請によるバイアスデータセットとよく知られたCompASデータセットについて検討した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.762748665074794
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In machine learning, training data often capture the behaviour of multiple
subgroups of some underlying human population. This behaviour can often be
modelled as observations of an unknown dynamical system with an unobserved
state. When the training data for the subgroups are not controlled carefully,
however, under-representation bias arises. To counter under-representation
bias, we introduce two natural notions of fairness in time-series forecasting
problems: subgroup fairness and instantaneous fairness. These notions extend
predictive parity to the learning of dynamical systems. We also show globally
convergent methods for the fairness-constrained learning problems using
hierarchies of convexifications of non-commutative polynomial optimisation
problems. We also show that by exploiting sparsity in the convexifications, we
can reduce the run time of our methods considerably. Our empirical results on a
biased data set motivated by insurance applications and the well-known COMPAS
data set demonstrate the efficacy of our methods.
- Abstract(参考訳): 機械学習では、トレーニングデータはしばしば、下層の人間集団の複数のサブグループの振る舞いを捉えている。
この振る舞いは、しばしば観測されていない状態を持つ未知の力学系の観測としてモデル化される。
しかし、サブグループのトレーニングデータを注意深く制御しない場合には、自己表現バイアスが発生する。
非表現バイアスに対処するため、時系列予測問題において、サブグループフェアネスと即時フェアネスの2つの自然な概念を導入する。
これらの概念は、力学系の学習に予測パリティを拡大する。
また,非可換多項式最適化問題の凸化の階層を用いたフェアネス制約学習問題のグローバル収束法を示す。
また,凸化における疎度を生かして,手法の実行時間を著しく短縮できることを示す。
保険申請に動機づけられた偏りのあるデータセットとよく知られたCompASデータセットに対する実験結果から,本手法の有効性が示された。
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