論文の概要: One Fits All: Learning Fair Graph Neural Networks for Various Sensitive Attributes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13544v2
- Date: Wed, 3 Jul 2024 02:53:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 19:13:15.003354
- Title: One Fits All: Learning Fair Graph Neural Networks for Various Sensitive Attributes
- Title（参考訳）: グラフニューラルネットワークを学習して、さまざまな属性を学習する
- Authors: Yuchang Zhu, Jintang Li, Yatao Bian, Zibin Zheng, Liang Chen,
- Abstract要約: 不変学習,すなわちFairINVに基づくグラフフェアネスフレームワークを提案する。
FairINVはセンシティブな属性分割を取り入れ、ラベルと各種のセンシティブな属性の間の急激な相関を排除し、公正なGNNを訓練する。
いくつかの実世界のデータセットの実験結果から、FairINVは最先端のフェアネスアプローチを著しく上回っていることが示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.57757706386367
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent studies have highlighted fairness issues in Graph Neural Networks (GNNs), where they produce discriminatory predictions against specific protected groups categorized by sensitive attributes such as race and age. While various efforts to enhance GNN fairness have made significant progress, these approaches are often tailored to specific sensitive attributes. Consequently, they necessitate retraining the model from scratch to accommodate changes in the sensitive attribute requirement, resulting in high computational costs. To gain deeper insights into this issue, we approach the graph fairness problem from a causal modeling perspective, where we identify the confounding effect induced by the sensitive attribute as the underlying reason. Motivated by this observation, we formulate the fairness problem in graphs from an invariant learning perspective, which aims to learn invariant representations across environments. Accordingly, we propose a graph fairness framework based on invariant learning, namely FairINV, which enables the training of fair GNNs to accommodate various sensitive attributes within a single training session. Specifically, FairINV incorporates sensitive attribute partition and trains fair GNNs by eliminating spurious correlations between the label and various sensitive attributes. Experimental results on several real-world datasets demonstrate that FairINV significantly outperforms state-of-the-art fairness approaches, underscoring its effectiveness. Our code is available via: https://github.com/ZzoomD/FairINV/.
- Abstract（参考訳）: 近年の研究では、グラフニューラルネットワーク(GNN)において、人種や年齢などのセンシティブな属性によって分類された特定の保護されたグループに対して差別的な予測を行う、公平性の問題が強調されている。
GNNの公平性を高めるための様々な取り組みは大きな進歩を遂げてきたが、これらのアプローチは特定の機密属性に合わせて調整されることが多い。
結果として、機密属性要求の変化に対応するために、スクラッチからモデルを再トレーニングする必要があるため、計算コストが高い。
この問題についてより深い知見を得るため、因果モデリングの観点からグラフフェアネス問題にアプローチし、センシティブな属性によって引き起こされる共起効果を根本原因とみなす。
この観察に動機づけられて、不変学習の観点からグラフの公正性問題を定式化し、環境間の不変表現を学習することを目的とした。
そこで本研究では,FairINVという不変学習に基づくグラフフェアネスフレームワークを提案する。
具体的には、FairINVはセンシティブな属性分割を取り入れ、ラベルと各種のセンシティブな属性の間の急激な相関を排除して、公正なGNNを訓練する。
いくつかの実世界のデータセットの実験結果から、FairINVは最先端のフェアネスアプローチを著しく上回り、その効果を裏付けることが示された。
私たちのコードは、https://github.com/ZzoomD/FairINV/.comから入手可能です。
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