自动面检测等计算机视觉应用用于各种目的,从解锁智能设备到跟踪监视的潜在感兴趣的人。这些申请的审计透露,他们倾向于对少数民族群体偏见,导致不公平和关于社会和政治结果。尽管随着时间的推移,但这些偏差尚未完全减轻,但实际上已经增加了年龄预测等任务。虽然这些系统审核了基准数据集,但有必要评估其对抗性投入的鲁棒性。在这项工作中,我们在多个系统和数据集上进行广泛的对手审核,并进行了许多关于观察 - 从以前的审计以来的一些任务对一些任务进行了准确性。虽然仍然对多个数据集的少数群体的个体仍然存在偏差,但更令人担忧的观察是这些偏差倾向于对少数群体的对抗意义进行过度发音。我们讨论了鉴于这些观察结果更广泛的社会影响以及关于如何共同应对这个问题的建议。
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由于隐私,透明度,问责制和缺少程序保障的担忧,印度的面部加工系统的增加越来越多。与此同时,我们也很少了解这些技术如何在印度13.4亿种群的不同特征,特征和肤色上表现出来。在本文中,我们在印度脸部的数据集中测试四个商用面部加工工具的面部检测和面部分析功能。该工具在面部检测和性别和年龄分类功能中显示不同的错误率。与男性相比,印度女性面的性别分类错误率始终如一,最高的女性错误率为14.68%。在某些情况下,这种错误率远高于其他国籍的女性之前的研究表明。年龄分类错误也很高。尽管从一个人的实际年龄从一个人的实际年龄到10年来考虑到可接受的误差率,但年龄预测失败的速度为14.3%至42.2%。这些发现指向面部加工工具的准确性有限,特别是某些人口组,在采用此类系统之前需要更关键的思维。
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Facial analysis systems have been deployed by large companies and critiqued by scholars and activists for the past decade. Many existing algorithmic audits examine the performance of these systems on later stage elements of facial analysis systems like facial recognition and age, emotion, or perceived gender prediction; however, a core component to these systems has been vastly understudied from a fairness perspective: face detection, sometimes called face localization. Since face detection is a pre-requisite step in facial analysis systems, the bias we observe in face detection will flow downstream to the other components like facial recognition and emotion prediction. Additionally, no prior work has focused on the robustness of these systems under various perturbations and corruptions, which leaves open the question of how various people are impacted by these phenomena. We present the first of its kind detailed benchmark of face detection systems, specifically examining the robustness to noise of commercial and academic models. We use both standard and recently released academic facial datasets to quantitatively analyze trends in face detection robustness. Across all the datasets and systems, we generally find that photos of individuals who are $\textit{masculine presenting}$, $\textit{older}$, of $\textit{darker skin type}$, or have $\textit{dim lighting}$ are more susceptible to errors than their counterparts in other identities.
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很少有研究重点是研究人们如何识别变形攻击,即使有一些出版物已经检查了自动化FRS的敏感性并提供了变形攻击检测(MAD)方法。 MAD接近他们的决策要么基于单个图像,因此没有参考以比较(S-MAD)或使用参考图像(D-MAD)。一个普遍的误解是,审查员或观察者的面部变体检测能力取决于他们的主题专业知识,经验和对这个问题的熟悉程度,并且没有任何作品报告了定期验证身份(ID)文档的观察者的具体结果。当人类观察者参与检查具有面部图像的ID文件时,其能力的失误可能会面临重大的社会挑战。为了评估观察者的熟练程度,这项工作首先构建了来自48位不同受试者的现实变形攻击的新基准数据库,从而产生了400个变形图像。我们还捕获了从自动边界控制(ABC)门的图像,以模仿D-MAD设置中现实的边界横断场景,并使用400个探针图像研究人类观察者检测变形图像的能力。还生产了一个新的180个变形图像的数据集,以研究S-MAD环境中的人类能力。除了创建一个新的评估平台来进行S-MAD和D-MAD分析外,该研究还雇用了469位D-MAD的观察员,S-MAD的410位观察员和410位观察员,他们主要是来自40多个国家 /地区的政府雇员,以及103个科目谁不是考官。该分析提供了有趣的见解,并突出了缺乏专业知识和未能认识到专家大量变形攻击的缺乏。这项研究的结果旨在帮助制定培训计划,以防止安全失败,同时确定图像是真正的还是改变了图像。
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As facial recognition systems are deployed more widely, scholars and activists have studied their biases and harms. Audits are commonly used to accomplish this and compare the algorithmic facial recognition systems' performance against datasets with various metadata labels about the subjects of the images. Seminal works have found discrepancies in performance by gender expression, age, perceived race, skin type, etc. These studies and audits often examine algorithms which fall into two categories: academic models or commercial models. We present a detailed comparison between academic and commercial face detection systems, specifically examining robustness to noise. We find that state-of-the-art academic face detection models exhibit demographic disparities in their noise robustness, specifically by having statistically significant decreased performance on older individuals and those who present their gender in a masculine manner. When we compare the size of these disparities to that of commercial models, we conclude that commercial models - in contrast to their relatively larger development budget and industry-level fairness commitments - are always as biased or more biased than an academic model.
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已显示现有的面部分析系统对某些人口统计亚组产生偏见的结果。由于其对社会的影响,因此必须确保这些系统不会根据个人的性别,身份或肤色歧视。这导致了在AI系统中识别和减轻偏差的研究。在本文中,我们封装了面部分析的偏置检测/估计和缓解算法。我们的主要贡献包括对拟议理解偏见的算法的系统审查,以及分类和广泛概述现有的偏置缓解算法。我们还讨论了偏见面部分析领域的开放挑战。
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Google,Amazon和Microsoft等提供商提供的商业ML API已在许多应用程序中大大简化了ML的采用。许多公司和学者都为使用ML API用于对象检测,OCR和情感分析等任务。处理相同任务的不同ML API可能具有非常异构的性能。此外,API的基础模型也随着时间的推移而发展。随着ML API迅速成为一个有价值的市场,并且是消耗机器学习的广泛方式,因此系统地研究和比较不同的API并表征API随时间变化的方式至关重要。但是,由于缺乏数据,目前该主题目前没有被忽视。在本文中,我们介绍了HAPI(API的历史),该数据集由1,761,417个商业ML API应用程序(涉及来自亚马逊,Google,IBM,Microsoft和其他提供商的API),包括图像标签,文本识别和文本识别和文本识别和文本,从2020年到2022年的挖掘。每个实例都由API的查询输入(例如图像或文本)以及API的输出预测/注释和置信分数组成。 HAPI是ML API使用情况的第一个大型数据集,并且是研究ML-AS-A-Service(MLAAS)的独特资源。作为HAPI启用的分析类型的示例,我们表明ML API的性能会随着时间的流逝而大幅变化 - 在特定基准数据集上删除了几个API的精度。即使API的汇总性能保持稳定,其误差模式也可以在2020年至2022年之间在不同的数据子类型中转移。这种更改可能会大大影响使用某些ML API作为组件的整个分析管道。随着时间的流逝,我们进一步使用HAPI研究人口亚组的商业API绩效差异。 HAPI可以刺激MLAA的不断发展领域的更多研究。
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面部检测是计算机愿景领域的长期挑战,最终目标是准确地将人类面临着不受约束的环境。由于与姿势,图像分辨率,照明,闭塞和观点相关的混淆因素,使这些系统具有重要的技术障碍。据说,随着最近的机器学习的发展,面部检测系统实现了非凡的准确性,主要是基于数据驱动的深度学习模型[70]。虽然鼓励,限制了部署系统的面部检测性能和社会责任的关键方面是人类外观的固有多样性。每个人类的外表都反映了一个人的东西,包括他们的遗产,身份,经验和自我表达的可见表现。但是,有关面部检测系统如何在面对不同的面部尺寸和形状,肤色,身体修改和身体装饰方面进行良好的表现问题。为了实现这一目标,我们收集了独特的人类外观数据集,这是一种图像集,表示具有低频率的外观,并且往往是面部数据集的缺点。然后,我们评估了当前最先进的脸部检测模型,其能够检测这些图像中的面部。评估结果表明,面部检测算法对这些不同的外观没有概括。评估和表征当前的面部检测模型的状态将加速研究和开发,以创造更公平和更准确的面部检测系统。
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Recent studies demonstrate that machine learning algorithms can discriminate based on classes like race and gender. In this work, we present an approach to evaluate bias present in automated facial analysis algorithms and datasets with respect to phenotypic subgroups. Using the dermatologist approved Fitzpatrick Skin Type classification system, we characterize the gender and skin type distribution of two facial analysis benchmarks, IJB-A and Adience. We find that these datasets are overwhelmingly composed of lighter-skinned subjects (79.6% for IJB-A and 86.2% for Adience) and introduce a new facial analysis dataset which is balanced by gender and skin type. We evaluate 3 commercial gender classification systems using our dataset and show that darker-skinned females are the most misclassified group (with error rates of up to 34.7%). The maximum error rate for lighter-skinned males is 0.8%. The substantial disparities in the accuracy of classifying darker females, lighter females, darker males, and lighter males in gender classification systems require urgent attention if commercial companies are to build genuinely fair, transparent and accountable facial analysis algorithms.
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商业和政府部门中自动面部识别的扩散引起了个人的严重隐私问题。解决这些隐私问题的一种方法是采用逃避攻击针对启动面部识别系统的度量嵌入网络的攻击:面部混淆系统会产生不透彻的扰动图像,从而导致面部识别系统误解用户。受扰动的面孔是在公制嵌入网络上产生的,在面部识别的背景下,这是不公平的。人口公平的问题自然而然:面部混淆系统表现是否存在人口统计学差异?我们通过对最近的面部混淆系统的分析和经验探索来回答这个问题。指标嵌入网络在人口统计学上很有意识:面部嵌入由人口统计组群聚集。我们展示了这种聚类行为如何导致少数群体面孔的面部混淆实用性减少。直观的分析模型可以深入了解这些现象。
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随着全球人口越来越多的人口驱动世界各地的快速城市化,有很大的需要蓄意审议值得生活的未来。特别是,随着现代智能城市拥抱越来越多的数据驱动的人工智能服务,值得记住技术可以促进繁荣,福祉,城市居住能力或社会正义,而是只有当它具有正确的模拟补充时(例如竭尽全力,成熟机构,负责任治理);这些智能城市的最终目标是促进和提高人类福利和社会繁荣。研究人员表明,各种技术商业模式和特征实际上可以有助于极端主义,极化,错误信息和互联网成瘾等社会问题。鉴于这些观察,解决了确保了诸如未来城市技术基岩的安全,安全和可解释性的哲学和道德问题,以为未来城市的技术基岩具有至关重要的。在全球范围内,有能够更加人性化和以人为本的技术。在本文中,我们分析和探索了在人以人为本的应用中成功部署AI的安全,鲁棒性,可解释性和道德(数据和算法)挑战的关键挑战,特别强调这些概念/挑战的融合。我们对这些关键挑战提供了对现有文献的详细审查,并分析了这些挑战中的一个可能导致他人的挑战方式或帮助解决其他挑战。本文还建议了这些域的当前限制,陷阱和未来研究方向,以及如何填补当前的空白并导致更好的解决方案。我们认为,这种严谨的分析将为域名的未来研究提供基准。
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本文介绍了一个新颖的数据集,以帮助研究人员评估他们的计算机视觉和音频模型,以便在各种年龄,性别,表观肤色和环境照明条件下进行准确性。我们的数据集由3,011名受试者组成,并包含超过45,000个视频,平均每人15个视频。这些视频被录制在多个美国国家,各种成年人在各种年龄,性别和明显的肤色群体中。一个关键特征是每个主题同意参与他们使用的相似之处。此外,我们的年龄和性别诠释由受试者自己提供。一组训练有素的注释器使用FitzPatrick皮肤型刻度标记了受试者的表观肤色。此外,还提供了在低环境照明中记录的视频的注释。作为衡量某些属性的预测稳健性的申请,我们对DeepFake检测挑战(DFDC)的前五名获胜者提供了全面的研究。实验评估表明,获胜模型对某些特定人群的表现较小,例如肤色较深的肤色,因此可能对所有人都不概括。此外,我们还评估了最先进的明显年龄和性别分类方法。我们的实验在各种背景的人们的公平待遇方面对这些模型进行了彻底的分析。
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近年来政府和商业实体的面部识别(FR)技术的快速采用提出了对公民自由和隐私的担忧。作为回应,已经开发了一套广泛的所谓“反面部识别”(AFR)工具,以帮助用户避免不需要的面部识别。在过去几年中提出的一组AFR工具是广泛的,快速发展,需要退回措施,以考虑AFR系统的更广泛的设计空间和长期挑战。本文旨在填补该差距,并提供对AFR研究景观的第一次综合分析。使用FR系统的运营级作为起点,我们创建了一个系统框架,用于分析不同AFR方法的益处和权衡。然后,我们考虑到AFR工具面临的技术和社会挑战,并提出在该领域的未来研究方向。
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在过去的几十年里,机器和深度学习界在挑战性的任务中庆祝了巨大成就,如图像分类。人工神经网络的深度建筑与可用数据的宽度一起使得可以描述高度复杂的关系。然而,仍然不可能完全捕捉深度学习模型已经了解到的深度学习模型并验证它公平,而不会产生偏见,特别是在临界任务中,例如在医学领域产生的问题。这样的任务的一个示例是检测面部图像中的不同面部表情,称为动作单位。考虑到这项特定任务,我们的研究旨在为偏见提供透明度,具体与性别和肤色有关。我们训练一个神经网络进行动作单位分类,并根据其准确性和基于热量的定性分析其性能。对我们的结果的结构化审查表明我们能够检测到偏见。尽管我们不能从我们的结果得出结论,但较低的分类表现完全来自性别和肤色偏差,这些偏差必须得到解决,这就是为什么我们通过提出关于如何避免检测到的偏差的建议。
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The emergence of COVID-19 has had a global and profound impact, not only on society as a whole, but also on the lives of individuals. Various prevention measures were introduced around the world to limit the transmission of the disease, including face masks, mandates for social distancing and regular disinfection in public spaces, and the use of screening applications. These developments also triggered the need for novel and improved computer vision techniques capable of (i) providing support to the prevention measures through an automated analysis of visual data, on the one hand, and (ii) facilitating normal operation of existing vision-based services, such as biometric authentication schemes, on the other. Especially important here, are computer vision techniques that focus on the analysis of people and faces in visual data and have been affected the most by the partial occlusions introduced by the mandates for facial masks. Such computer vision based human analysis techniques include face and face-mask detection approaches, face recognition techniques, crowd counting solutions, age and expression estimation procedures, models for detecting face-hand interactions and many others, and have seen considerable attention over recent years. The goal of this survey is to provide an introduction to the problems induced by COVID-19 into such research and to present a comprehensive review of the work done in the computer vision based human analysis field. Particular attention is paid to the impact of facial masks on the performance of various methods and recent solutions to mitigate this problem. Additionally, a detailed review of existing datasets useful for the development and evaluation of methods for COVID-19 related applications is also provided. Finally, to help advance the field further, a discussion on the main open challenges and future research direction is given.
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计算机视觉(CV)取得了显着的结果,在几个任务中表现优于人类。尽管如此,如果不正确处理,可能会导致重大歧视,因为CV系统高度依赖于他们所用的数据,并且可以在此类数据中学习和扩大偏见。因此,理解和发现偏见的问题至关重要。但是,没有关于视觉数据集中偏见的全面调查。因此,这项工作的目的是:i)描述可能在视觉数据集中表现出来的偏差; ii)回顾有关视觉数据集中偏置发现和量化方法的文献; iii)讨论现有的尝试收集偏见视觉数据集的尝试。我们研究的一个关键结论是,视觉数据集中发现和量化的问题仍然是开放的,并且在方法和可以解决的偏见范围方面都有改进的余地。此外,没有无偏见的数据集之类的东西,因此科学家和从业者必须意识到其数据集中的偏见并使它们明确。为此,我们提出了一个清单,以在Visual DataSet收集过程中发现不同类型的偏差。
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在过去的几年中,涉及AI驱动警察工作的歧视性做法一直引起了很多争议,Compas,Predpol和Shotspotter等算法被指控不公平地影响少数群体。同时,机器学习中的公平性,尤其是计算机视觉的问题,已经成为越来越多的学术工作的主题。在本文中,我们研究了这些区域如何相交。我们提供有关这些实践如何存在的信息以及减轻它们的困难。然后,我们检查目前正在开发的三个应用程序,以了解它们对公平性构成的风险以及如何减轻这些风险。
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媒体报道指责人们对“偏见”',“”性别歧视“和”种族主义“的人士指责。研究文献中有共识,面部识别准确性为女性较低,妇女通常具有更高的假匹配率和更高的假非匹配率。然而,几乎没有出版的研究,旨在识别女性准确性较低的原因。例如,2019年的面部识别供应商测试将在广泛的算法和数据集中记录较低的女性准确性,并且数据集也列出了“分析原因和效果”在“我们没有做的东西”下''。我们介绍了第一个实验分析,以确定在去以前研究的数据集上对女性的较低人脸识别准确性的主要原因。在测试图像中控制相等的可见面部可见面积减轻了女性的表观更高的假非匹配率。其他分析表明,化妆平衡数据集进一步改善了女性以实现较低的虚假非匹配率。最后,聚类实验表明,两种不同女性的图像本质上比两种不同的男性更相似,潜在地占错误匹配速率的差异。
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Despite being responsible for state-of-the-art results in several computer vision and natural language processing tasks, neural networks have faced harsh criticism due to some of their current shortcomings. One of them is that neural networks are correlation machines prone to model biases within the data instead of focusing on actual useful causal relationships. This problem is particularly serious in application domains affected by aspects such as race, gender, and age. To prevent models from incurring on unfair decision-making, the AI community has concentrated efforts in correcting algorithmic biases, giving rise to the research area now widely known as fairness in AI. In this survey paper, we provide an in-depth overview of the main debiasing methods for fairness-aware neural networks in the context of vision and language research. We propose a novel taxonomy to better organize the literature on debiasing methods for fairness, and we discuss the current challenges, trends, and important future work directions for the interested researcher and practitioner.
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在自拍照上的增强现实或AR过滤器在社交媒体平台上已经非常受欢迎,用于各种应用程序,包括营销,娱乐和美学。鉴于AR面部过滤器的广泛采用以及面孔在我们的社会结构和关系中的重要性,科学界从心理,艺术和社会学的角度分析此类过滤器的影响增加了。但是,该领域的定量分析很少,这主要是由于缺乏具有应用AR过滤器的面部图像的公开数据集。大多数社交媒体平台的专有性,紧密的性质不允许用户,科学家和从业人员访问代码和可用AR面孔过滤器的详细信息。从这些平台上刮擦面孔以收集数据在道德上是不可接受的,因此应在研究中避免。在本文中,我们介绍了OpenFilter,这是一个灵活的框架,可在社交媒体平台上使用AR过滤器,可在现有的大量人体面孔上使用。此外,我们共享FairBeauty和B-LFW,这是公开可用的Fairface和LFW数据集的两个美化版本,我们概述了这些美化数据集的分析得出的见解。
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