On the Power of Randomization in Fair Classification and Representation
Notice bibliographique
Résumé
Fair classification and fair representation learning are two important problems in supervised and unsupervised fair machine learning, respectively. Fair classification asks for a classifier that maximizes accuracy on a given data distribution subject to fairness constraints. Fair representation maps a given data distribution over the original feature space to a distribution over a new representation space such that all classifiers over the representation satisfy fairness. In this paper, we examine the power of randomization in both these problems to minimize the loss of accuracy that results when we impose fairness constraints. Previous work on fair classification has characterized the optimal fair classifiers on a given data distribution that maximize accuracy subject to fairness constraints, e.g., Demographic Parity (DP), Equal Opportunity (EO), and Predictive Equality (PE). We refine these characterizations to demonstrate when the optimal randomized fair classifiers can surpass their deterministic counterparts in accuracy. We also show how the optimal randomized fair classifier that we characterize can be obtained as a solution to a convex optimization problem. Recent work has provided techniques to construct fair representations for a given data distribution such that any classifier over this representation satisfies DP. However, the classifiers on these fair representations either come with no or weak accuracy guarantees when compared to the optimal fair classifier on the original data distribution. Extending our ideas for randomized fair classification, we improve on these works, and construct DP-fair, EO-fair, and PE-fair representations that have provably optimal accuracy and suffer no accuracy loss compared to the optimal DP-fair, EO-fair, and PE-fair classifiers respectively on the original data distribution.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,024 | 0,109 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,003 | 0,011 |
| Communication savante | 0,005 | 0,013 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,007 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».