Although face recognition has made impressive progress in recent years, we ignore the racial bias of the recognition system when we pursue a high level of accuracy. Previous work found that for different races, face recognition networks focus on different facial regions, and the sensitive regions of darker-skinned people are much smaller. Based on this discovery, we propose a new de-bias method based on gradient attention, called Gradient Attention Balance Network (GABN). Specifically, we use the gradient attention map (GAM) of the face recognition network to track the sensitive facial regions and make the GAMs of different races tend to be consistent through adversarial learning. This method mitigates the bias by making the network focus on similar facial regions. In addition, we also use masks to erase the Top-N sensitive facial regions, forcing the network to allocate its attention to a larger facial region. This method expands the sensitive region of darker-skinned people and further reduces the gap between GAM of darker-skinned people and GAM of Caucasians. Extensive experiments show that GABN successfully mitigates racial bias in face recognition and learns more balanced performance for people of different races.


翻译:尽管人脸识别在近年取得了显著进展,但在追求高准确率时,我们忽略了识别系统的种族偏见。以往的研究发现,针对不同种族,人脸识别网络聚焦于不同的面部区域,较深肤色人群的敏感区域要小得多。基于这一发现,我们提出了一种基于梯度注意力的新的去偏见方法,称为Gradient Attention Balance Network(GABN)。具体而言,我们使用人脸识别网络的梯度注意力图(GAM)来跟踪敏感面部区域,并通过对抗学习来使不同种族的GAM趋于一致。该方法通过使网络聚焦于相似的面部区域来缓解偏见。此外,我们还使用遮罩来擦除前N个敏感面部区域,迫使网络将注意力分配到更大的面部区域。该方法扩大了较深肤色人群的敏感区域,并进一步减小了较深肤色人群GAM与高加索人GAM之间的差距。大量实验证明,GABN成功地缓解了人脸识别的种族偏见,并为不同种族的人们学习到更平衡的表现。

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