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理解机器学习模型中的公平性-准确性权衡:促进公平性是否会损害性能?

计算与语言 2025-08-28 v2 人工智能 信息检索

摘要

在机器学习(ML)预测和人类决策中,公平性至关重要,但两者都容易受到不同形式的偏见的影响,如 ML 中的算法偏见和数据驱动偏见,以及人类的认知偏见和主观偏见。本研究使用由 870 名申请人资料组成的真实世界大学招生数据集,借助 XGB、Bi-LSTM 和 KNN 三种 ML 模型,以及用于文本特征的 BERT 嵌入,来评估公平性。为评估个体公平性,我们引入一种一致性指标,用于量化 ML 模型和拥有不同背景的人类专家在决策上的一致程度。我们的分析显示,ML 模型在公平性一致性方面优于人类评估者,差距范围为 14.08%至 18.79%。我们的发现表明,使用 ML 可在保持高准确率的同时提高招生过程中的公平性,鼓励采用结合人类判断和 ML 模型的混合方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.17374,
  title  = {Understanding Fairness-Accuracy Trade-offs in Machine Learning Models: Does Promoting Fairness Undermine Performance?},
  author = {Junhua Liu and Roy Ka-Wei Lee and Kwan Hui Lim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.17374},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to ASONAM 2025