論文の概要: A Sociotechnical Lens for Evaluating Computer Vision Models: A Case Study on Detecting and Reasoning about Gender and Emotion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08222v1
• Date: Wed, 12 Jun 2024 13:52:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-13 16:46:00.374173
• Title: A Sociotechnical Lens for Evaluating Computer Vision Models: A Case Study on Detecting and Reasoning about Gender and Emotion
• Title（参考訳）: コンピュータビジョンモデル評価のための社会技術レンズ:ジェンダーと感情の検知と推論を事例として
• Authors: Sha Luo, Sang Jung Kim, Zening Duan, Kaiping Chen,
• Abstract要約: 本稿では,コンピュータビジョン(CV)モデルにおける社会的バイアスについて検討し,従来の評価指標の限界を強調した。 予防接種と気候変動に関連する5,570枚の画像のデータセットを用いて,各種CVモデルの性能を実証的に比較した。 以上の結果より, GPT-4 Visionは, トランスジェンダーや非バイナリペルソナに対して, 差別バイアスを呈することが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8999666725996978
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the evolving landscape of computer vision (CV) technologies, the automatic detection and interpretation of gender and emotion in images is a critical area of study. This paper investigates social biases in CV models, emphasizing the limitations of traditional evaluation metrics such as precision, recall, and accuracy. These metrics often fall short in capturing the complexities of gender and emotion, which are fluid and culturally nuanced constructs. Our study proposes a sociotechnical framework for evaluating CV models, incorporating both technical performance measures and considerations of social fairness. Using a dataset of 5,570 images related to vaccination and climate change, we empirically compared the performance of various CV models, including traditional models like DeepFace and FER, and generative models like GPT-4 Vision. Our analysis involved manually validating the gender and emotional expressions in a subset of images to serve as benchmarks. Our findings reveal that while GPT-4 Vision outperforms other models in technical accuracy for gender classification, it exhibits discriminatory biases, particularly in response to transgender and non-binary personas. Furthermore, the model's emotion detection skew heavily towards positive emotions, with a notable bias towards associating female images with happiness, especially when prompted by male personas. These findings underscore the necessity of developing more comprehensive evaluation criteria that address both validity and discriminatory biases in CV models. Our proposed framework provides guidelines for researchers to critically assess CV tools, ensuring their application in communication research is both ethical and effective. The significant contribution of this study lies in its emphasis on a sociotechnical approach, advocating for CV technologies that support social good and mitigate biases rather than perpetuate them.
• Abstract（参考訳）: コンピュータビジョン(CV)技術の進化途上において、画像中の性別と感情の自動検出と解釈は重要な研究領域である。 本稿では,CVモデルにおける社会的バイアスについて検討し,精度,リコール,精度といった従来の評価指標の限界を強調した。 これらの指標は、しばしば、流動的で文化的にニュアンスのある構成であるジェンダーと感情の複雑さを捉えるのに不足する。 本研究では,CVモデル評価のための社会工学的枠組みを提案する。 予防接種と気候変動に関連する5,570の画像のデータセットを用いて、DeepFaceやFERといった従来のモデルやGPT-4 Visionのような生成モデルなど、さまざまなCVモデルのパフォーマンスを実証的に比較した。 我々の分析では、画像のサブセットにおける性別と感情の表現を手動で検証し、ベンチマークとして機能させた。 GPT-4 Visionは、性別分類の技術的精度で他のモデルよりも優れているが、特にトランスジェンダーや非バイナリ・ペルソナに対する差別的偏見を示す。 さらに、モデルによる感情検出は肯定的な感情に大きく傾き、特に男性のペルソナによって引き起こされた女性のイメージと幸福を関連付けることに顕著な偏りがある。 これらの結果は,CVモデルの妥当性と差別バイアスに対処する,より包括的な評価基準の開発の必要性を浮き彫りにした。 提案フレームワークは,CVツールを批判的に評価するためのガイドラインを提供し,コミュニケーション研究への応用が倫理的かつ効果的であることを保証する。 この研究の重要な貢献は、社会工学的アプローチに重点を置いており、社会的善をサポートするCV技術と、それを持続させるよりもバイアスを軽減することを提唱している。

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