論文の概要: Mitigating Gender Bias in Face Recognition Using the von Mises-Fisher Mixture Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.13664v3
• Date: Thu, 22 Feb 2024 17:01:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-23 11:58:20.651297
• Title: Mitigating Gender Bias in Face Recognition Using the von Mises-Fisher Mixture Model
• Title（参考訳）: von Mises-Fisher混合モデルを用いた顔認識における性バイアスの緩和
• Authors: Jean-R\'emy Conti, Nathan Noiry, Vincent Despiegel, St\'ephane Gentric, St\'ephan Cl\'emen\c{c}on
• Abstract要約: 本研究では,ディープ顔認識ネットワークの性別バイアスについて検討する。 幾何学的考察により、新しいポストプロセッシング手法により性別バイアスを緩和する。 実際、様々なデータセットに関する広範な数値実験は、慎重に選択することで性バイアスが大幅に減少することを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.049738935364298
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: In spite of the high performance and reliability of deep learning algorithms in a wide range of everyday applications, many investigations tend to show that a lot of models exhibit biases, discriminating against specific subgroups of the population (e.g. gender, ethnicity). This urges the practitioner to develop fair systems with a uniform/comparable performance across sensitive groups. In this work, we investigate the gender bias of deep Face Recognition networks. In order to measure this bias, we introduce two new metrics, $\mathrm{BFAR}$ and $\mathrm{BFRR}$, that better reflect the inherent deployment needs of Face Recognition systems. Motivated by geometric considerations, we mitigate gender bias through a new post-processing methodology which transforms the deep embeddings of a pre-trained model to give more representation power to discriminated subgroups. It consists in training a shallow neural network by minimizing a Fair von Mises-Fisher loss whose hyperparameters account for the intra-class variance of each gender. Interestingly, we empirically observe that these hyperparameters are correlated with our fairness metrics. In fact, extensive numerical experiments on a variety of datasets show that a careful selection significantly reduces gender bias. The code used for the experiments can be found at https://github.com/JRConti/EthicalModule_vMF.
• Abstract（参考訳）: 深層学習アルゴリズムの幅広い日常的応用における高い性能と信頼性にもかかわらず、多くの研究は、多くのモデルが偏りを示し、人口の特定のサブグループ(例えば、性別、民族性)と区別していることを示している。 これにより、センシティブなグループ間で均一で比較可能なパフォーマンスを持つ公平なシステムを開発することが求められます。 本研究では,深部顔認識ネットワークの性別バイアスについて検討する。 このバイアスを測定するために、顔認識システム固有のデプロイメントニーズを反映した、$\mathrm{BFAR}$と$\mathrm{BFRR}$という2つの新しいメトリクスを導入します。 幾何学的考察により、私たちは、事前学習されたモデルの深い埋め込みを変換し、識別されたサブグループにより表現力を与える新しい後処理手法により、性別バイアスを軽減する。 浅層ニューラルネットワークを訓練し、fair von mises-fisherの損失を最小化し、そのハイパーパラメータがそれぞれの性別のクラス内分散を規定する。 興味深いことに、これらのハイパーパラメータは我々のフェアネス指標と相関している。 実際、様々なデータセットに対する広範囲な数値実験は、慎重に選択することで男女のバイアスが著しく減少することを示している。 実験に使用されたコードはhttps://github.com/JRConti/EthicalModule_vMFで見ることができる。

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