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更新于 2026年11月12日 全文 668 字未阅读

公平性:评估偏见#

本节要点:

  • 整体指标会骗人:针对整个测试集或验证集算出来的指标,未必能真实反映模型公不公平。
  • 少数群体容易被盖住:整体表现优异,很可能只是因为大多数样本都还不错;少数那部分样本上的糟糕表现就这样被掩掉了。
  • 光算汇总指标不够:像精确率、召回率、准确率这类汇总性能指标,不一定能把上面这些问题暴露出来。
  • 公平要落到群体上:模型必须以对两个群体的候选人都公平的方式,录取那些符合条件的学生。
  • 三种度量:人口统计均等、机会均等、反事实公平 —— 三种不同的"公平"数学定义。

评估模型时,针对整个测试集或验证集算出来的指标,未必能真实反映模型公不公平。整体表现优异,很可能只是因为大多数样本都还不错;少数那部分样本上的糟糕表现就这样被盖住了,最后变成带偏见的预测。而像精确率(precision)、召回率(recall)、准确率(accuracy)这类汇总性能指标,不一定能把这些问题暴露出来。

我们不妨回到前面那个招生模型上,带着公平性的视角,看看有哪些新办法可以评估它的预测结果。

假设招生分类模型要从 100 名候选人中选出 20 名录取进大学,而这些候选人分属两个人口统计群体:多数群体(蓝色,80 人)和少数群体(橙色,20 人)。

图 1. 一张由 100 个人形图标排成的网格。其中 80 个图标涂成蓝色,代表多数群体;另外 20 个图标涂成橙色,代表少数群体。
图 1. 100 名候选人的构成:80 人属于多数群体(蓝色),20 人属于少数群体(橙色)。

模型必须以对两个群体的候选人都公平的方式,录取那些符合条件的学生。

那么,我们该怎么评估模型预测的公平性?可以考虑的指标有很多,每一个都给出了"公平"的一种不同的数学定义。接下来的几节,我们会深入展开其中三种公平性指标:人口统计均等、机会均等,以及反事实公平。

关键术语:

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