Recent research suggests that predictions made by machine-learning models can amplify biases present in the training data. When a model amplifies bias, it makes certain predictions at a higher rate for some groups than expected based on training-data statistics. Mitigating such bias amplification requires a deep understanding of the mechanics in modern machine learning that give rise to that amplification. We perform the first systematic, controlled study into when and how bias amplification occurs. To enable this study, we design a simple image-classification problem in which we can tightly control (synthetic) biases. Our study of this problem reveals that the strength of bias amplification is correlated to measures such as model accuracy, model capacity, model overconfidence, and amount of training data. We also find that bias amplification can vary greatly during training. Finally, we find that bias amplification may depend on the difficulty of the classification task relative to the difficulty of recognizing group membership: bias amplification appears to occur primarily when it is easier to recognize group membership than class membership. Our results suggest best practices for training machine-learning models that we hope will help pave the way for the development of better mitigation strategies.


翻译:最近的研究表明,机器学习模型所作的预测可以扩大培训数据中存在的偏见。当模型放大偏差时,它会根据培训数据统计数据对某些群体作出比预期的要高的预测。缩小这种偏差放大需要深入了解现代机器学习中导致这种放大的机械学力。我们首先对何时和如何发生偏差放大进行系统、有控制的研究。为了能够进行这项研究,我们设计了一个简单的图像分类问题,我们可以在其中严格控制(合成)偏见。我们对这个问题的研究显示,偏差放大的强度与模型精确度、模型能力、模型过自信和训练数据数量等衡量标准相关。我们也发现,偏差放大在培训期间可能有很大差异。最后,我们发现,偏差放大可能取决于分类任务相对于承认群体成员资格的困难:偏差放大似乎主要发生在我们较容易承认群体成员而不是阶级成员时。我们的结果表明,培训机器学习模型的最佳做法是我们希望有助于为制定更好的缓解战略铺平道路的。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
143+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
98+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Antipatterns in Software Classification Taxonomies
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
12+阅读 · 2019年3月14日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员