FairDrop:用于增强图表示学习公平性的偏置边丢弃
机器学习
2022-07-13 v2 机器学习
摘要
图表示学习已成为许多场景中的普遍组件,从社交网络分析到智能电网中的能源预测。在若干应用中,确保节点(或图)表示相对于某些受保护属性的公平性对其正确部署至关重要。然而,图深度学习中的公平性仍待充分探索,可用方案甚少。特别地,相似节点在多个真实世界图上聚类的倾向(即同配性)会急剧恶化这些过程的公平性。本文中,我们提出一种新颖的偏置边丢弃算法(FairDrop)以抵消同配性并改善图表示学习中的公平性。FairDrop 可轻松插入许多现有算法,高效、可适配,并可与其他公平性诱导方案结合。在描述通用算法后,我们在两个基准任务上展示其应用:作为生成节点嵌入的随机游走模型,以及用于链接预测的图卷积网络。我们证明所提算法能成功改善所有模型的公平性,且仅带来微小或可忽略的准确率下降,并且优于现有最先进方案。在消融研究中,我们证明我们的算法可在偏向公平性与无偏边丢弃之间灵活插值。此外,为更好评估收益,我们提出一种新的二部组定义,以在配对基于组的公平性指标时度量链接预测任务的偏差。特别地,我们扩展了用于度量节点嵌入中偏差的指标,以考虑图结构。
引用
@article{arxiv.2104.14210,
title = {FairDrop: Biased Edge Dropout for Enhancing Fairness in Graph Representation Learning},
author = {Indro Spinelli and Simone Scardapane and Amir Hussain and Aurelio Uncini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14210},
year = {2022}
}
备注
Submitted to a journal for the peer-review process