論文の概要: Unbiased Open World Regularization for Fair Self-Supervised Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.22149v1
- Date: Fri, 24 Jul 2026 09:51:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-27 20:58:57.096675
- Title: Unbiased Open World Regularization for Fair Self-Supervised Learning
- Title(参考訳): 公平な自己指導型学習のための無バイアスなオープンワールド正規化
- Abstract要約: 自己教師付き学習モデルは、データセットの急激なバイアスの学習に影響を受けやすい。
エンコーダのみのフレームワークであるUnbiased Open World Regularization (UOWReg)を提案する。
我々はこの枠組みをガウス空間と球面ラテント空間の両方にわたって実証的に検証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.74837809839014
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Despite recent advances, self-supervised learning (SSL) models and Joint-Embedding Predictive Architectures (JEPAs) remain susceptible to learning spurious biases in the dataset. These techniques rely on regularization, which prevents representation collapse by enforcing a global target distribution such as a multivariate Gaussian or a uniform distribution on the sphere. However, these global constraints are insufficient to prevent bias entanglement, as task-irrelevant features can still segregate the latent space into distinct sub-regions. While recent approaches like Entangling and Disentangling (EnD) and Fair Supervised Contrastive Learning (FSCL) empirically debias the latent space, we show that they act as partial approximations of conditional distribution matching. To enforce this matching explicitly, we propose Unbiased Open World Regularization (UOWReg), an encoder-only framework. We show that this shift from a global to a conditional objective guarantees statistical independence between the learned representations and the targeted attributes, regardless of the chosen target distribution. We empirically validate this framework across both Gaussian and spherical latent spaces, using statistical measures to enforce these target distributions. While conditional matching successfully mitigates bias with both distributions, we demonstrate that enforcing conditional uniformity on the sphere yields a lower linearprobing classification error. Empirically, UOWReg reduces Equalized Odds violations on the CelebA benchmark while maintaining competitive classification accuracy compared to existing encoder-only baselines. Furthermore, we introduce the Synthetic Engraving Task-a novel setting in which a dominant macro-structure masks a fine-grained micro-signature. We show that UOWReg effectively prevents the subpopulation collapse observed in standard SSL, successfully isolating micro-signatures even when heavily entangled with the global structure.
- Abstract(参考訳): 近年の進歩にもかかわらず、自己教師型学習(SSL)モデルとJEPA(Joint-Embedding Predictive Architectures)は、データセットの急激なバイアスの学習に引き続き影響を受けます。
これらの手法は正規化に依存しており、多変量ガウス分布や球面上の均一分布のような大域的対象分布を強制することによって、表現の崩壊を防ぐ。
しかし、これらのグローバルな制約はバイアスの絡み合いを防ぐには不十分である。
Entangling and Disentangling (EnD) や Fair Supervised Contrastive Learning (FSCL) のような近年のアプローチは、潜伏空間を経験的に逸脱させるが、条件分布マッチングの部分近似として機能することを示す。
このマッチングを明示的に実施するために、エンコーダのみのフレームワークであるUnbiased Open World Regularization (UOWReg)を提案する。
本研究では,このグローバルな目標から条件的な目標へのシフトが,対象の分布に関係なく,学習した表現と対象属性の統計的独立性を保証することを示す。
我々はこのフレームワークをガウス空間と球面ラテント空間の両方にわたって実証的に検証し、統計測度を用いてこれらの対象分布を強制する。
条件整合は両分布の偏りを緩和するが, 球面上の条件整合性が低い線形確率分類誤差をもたらすことを示す。
経験的に、UOWRegは、既存のエンコーダのみのベースラインと比較して、競合する分類精度を維持しながら、CelebAベンチマークにおける等化Odds違反を減らす。
さらに,支配的なマクロ構造体が微細なマイクロ署名をマスクする新しい環境であるSynthetic Engraving Taskを導入する。
我々は,UOWRegが標準SSLで観測されるサブポピュレーション崩壊を効果的に防止し,グローバル構造に強く絡み合った場合でも,マイクロシグナチャの分離に成功したことを示す。
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