論文の概要: Towards Counterfactual Fairness-aware Domain Generalization in Changing Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.13005v2
• Date: Mon, 6 May 2024 00:03:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-08 00:55:03.375427
• Title: Towards Counterfactual Fairness-aware Domain Generalization in Changing Environments
• Title（参考訳）: 環境変化における対物フェアネス対応ドメインの一般化に向けて
• Authors: Yujie Lin, Chen Zhao, Minglai Shao, Baoluo Meng, Xujiang Zhao, Haifeng Chen,
• Abstract要約: 逐次オートエンコーダ(CDSAE)を用いたファクトファクトフェアネス対応ドメイン一般化という,革新的なフレームワークを導入する。 このアプローチは, 環境情報やセンシティブな属性を, 分類特徴の組込み表現から効果的に分離する。 公平な規則化を取り入れることで、分類目的のセマンティック情報のみを活用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.37748667235682
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recognizing the prevalence of domain shift as a common challenge in machine learning, various domain generalization (DG) techniques have been developed to enhance the performance of machine learning systems when dealing with out-of-distribution (OOD) data. Furthermore, in real-world scenarios, data distributions can gradually change across a sequence of sequential domains. While current methodologies primarily focus on improving model effectiveness within these new domains, they often overlook fairness issues throughout the learning process. In response, we introduce an innovative framework called Counterfactual Fairness-Aware Domain Generalization with Sequential Autoencoder (CDSAE). This approach effectively separates environmental information and sensitive attributes from the embedded representation of classification features. This concurrent separation not only greatly improves model generalization across diverse and unfamiliar domains but also effectively addresses challenges related to unfair classification. Our strategy is rooted in the principles of causal inference to tackle these dual issues. To examine the intricate relationship between semantic information, sensitive attributes, and environmental cues, we systematically categorize exogenous uncertainty factors into four latent variables: 1) semantic information influenced by sensitive attributes, 2) semantic information unaffected by sensitive attributes, 3) environmental cues influenced by sensitive attributes, and 4) environmental cues unaffected by sensitive attributes. By incorporating fairness regularization, we exclusively employ semantic information for classification purposes. Empirical validation on synthetic and real-world datasets substantiates the effectiveness of our approach, demonstrating improved accuracy levels while ensuring the preservation of fairness in the evolving landscape of continuous domains.
• Abstract（参考訳）: 機械学習において、ドメインシフトが一般的な課題であると認識され、アウト・オブ・ディストリビューション(OOD)データを扱う際に、機械学習システムの性能を高めるために、さまざまなドメイン一般化(DG)技術が開発されている。 さらに、実世界のシナリオでは、データ分散はシーケンシャルなドメインのシーケンス間で徐々に変化することができる。 現在の方法論は、これらの新しい領域におけるモデルの有効性の改善に重点を置いているが、学習プロセス全体を通して公平性の問題を見落としていることが多い。 そこで本研究では,CDSAE(Sequential Autoencoder)を用いたファクトファクトフェアネス・アウェア領域の一般化手法を提案する。 このアプローチは, 環境情報やセンシティブな属性を, 分類特徴の組込み表現から効果的に分離する。 この同時分離は、多様かつ不慣れな領域におけるモデルの一般化を大幅に改善するだけでなく、不公平な分類に関わる課題に効果的に対処する。 私たちの戦略は、これらの二重問題に取り組むための因果推論の原則に根ざしています。 セマンティック情報, センシティブな属性, 環境要因の複雑な関係を明らかにするため, 外来性不確実性因子を4つの潜伏変数に分類した。 1)敏感な属性に影響された意味情報 2 センシティブな属性による影響を受けない意味情報 3)敏感な属性に影響された環境基準 4) 環境基準は, 感度特性の影響を受けない。 公平な規則化を取り入れることで、分類目的のセマンティック情報のみを活用できる。 合成および実世界のデータセットに対する実証的検証は、我々のアプローチの有効性を裏付け、改善された精度レベルを示しながら、継続的なドメインの進化する景観における公正性の維持を確実にする。

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