The use of synthetic data generated by Generative Adversarial Networks (GANs) is widely used for a variety of tasks ranging from data augmentation to stylizing images. While practitioners celebrate this method as an economical way to obtain synthetic data to train data-hungry machine learning models or provide new features to users of mobile applications, it is unclear that they recognize the perils of such techniques when applied to an already-biased dataset. Although one expects GANs to replicate the distribution of the original data, in real-world settings with limited data and finite network capacity, GANs suffer from mode-collapse. In this paper, we show that popular (conditional and unconditional) GAN variants exacerbate biases along the axes of gender and skin tone in the generated data. First, we show readily accessible GAN variants such as DCGANs 'imagine' faces of synthetic engineering professors that have masculine facial features and fair skin tones. Further, architectures such as AdaGAN, ProGAN that attempt to address mode collapse issue cannot completely correct this behavior. Second, we show that a conditional GAN variant transforms input images of female faces to have more masculine features when asked to generate faces of engineering professors. Worse yet, prevalent filters on Snapchat end up consistently lightening the skin tones in women of color when trying to make face images appear more feminine. Thus, our study is meant to serve as a cautionary tale for practitioners and educate them about the side-effect of bias amplification when applying GAN-based techniques.


翻译:利用General Adversarial Network(GANs)生成的合成数据被广泛用于从数据增强到图像简化等各种任务。虽然从业者将这种方法视为一种获取合成数据以培训数据饥饿机器学习模型或为移动应用程序用户提供新特征的一种经济方法,但不清楚他们是否认识到这些技术在应用到已经带有偏差的数据集时的危险性。虽然人们期望GANs在现实世界中复制原始数据的分发,在数据有限和网络容量有限的环境中,GANs会受到模式崩溃的困扰。在本文件中,我们表明(有条件和无条件)GAN变异体会加剧在生成的数据中性别和肤色调子轴线上的偏见。首先,我们展示了很容易获得的GAN变体,如DCGANs'imagine'面面部具有阳性面特征,皮肤更美。此外,AdaGAN、ProGAN等结构试图解决模式崩溃问题,但无法完全纠正这一行为。第二,我们显示,在将GAN变体的基质的表面变体图像转化为正统的变体,当要求女性脸色变体时,我们不断变的GAN的GAN的变的图像最终变的图像在进行着的皮肤变。当要求时,使得女性脸更难的图像的表面的图像的表面变。

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