计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年8月20日
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标题: 通过反事实去偏改善图神经网络的公平性
标题: Improving Fairness in Graph Neural Networks via Counterfactual Debiasing
摘要: 图神经网络(GNNs)在建模图结构数据方面已经取得了成功。 然而,与其他机器学习模型类似,GNNs在基于种族和性别等属性的预测中可能会表现出偏差。 此外,GNNs中的偏差可能由于图结构和消息传递机制而加剧。 最近的前沿方法通过从输入或表示中过滤掉敏感信息来减轻偏差,例如边删除或特征掩码。 然而,我们认为这些策略可能会无意中消除非敏感特征,导致预测准确性和公平性之间的平衡受损。 为了解决这个挑战,我们提出了一种新的方法,利用反事实数据增强来减轻偏差。 该方法涉及在消息传递之前使用反事实创建多样化的邻域,从而从增强的图中学习无偏的节点表示。 随后,使用对抗性鉴别器通过传统GNN分类器来减少预测中的偏差。 我们提出的技术Fair-ICD在适度条件下确保了GNN的公平性。 在标准数据集上使用三种GNN主干进行的实验表明,Fair-ICD显著提高了公平性指标,同时保持了高预测性能。
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