Bipartite ranking, which aims to learn a scoring function that ranks positive individuals higher than negative ones from labeled data, is widely adopted in various applications where sample prioritization is needed. Recently, there have been rising concerns on whether the learned scoring function can cause systematic disparity across different protected groups defined by sensitive attributes. While there could be trade-off between fairness and performance, in this paper we propose a model agnostic post-processing framework for balancing them in the bipartite ranking scenario. Specifically, we maximize a weighted sum of the utility and fairness by directly adjusting the relative ordering of samples across groups. By formulating this problem as the identification of an optimal warping path across different protected groups, we propose a non-parametric method to search for such an optimal path through a dynamic programming process. Our method is compatible with various classification models and applicable to a variety of ranking fairness metrics. Comprehensive experiments on a suite of benchmark data sets and two real-world patient electronic health record repositories show that our method can achieve a great balance between the algorithm utility and ranking fairness. Furthermore, we experimentally verify the robustness of our method when faced with the fewer training samples and the difference between training and testing ranking score distributions.


翻译:在需要抽样确定优先次序的各种应用中,广泛采用评分功能,目的是从标签数据中将正个人排在负个人排在比负个人名下,这种评分功能,在需要抽样确定优先次序的各种应用中广泛采用。最近,人们日益担心,学得的评分功能是否会造成敏感属性界定的不同受保护群体之间的系统性差异。虽然公平与业绩之间可能有权衡,但在本文件中,我们提议了一个模型的不可知后处理框架,以便在双方排名假设中平衡这些差异。具体地说,我们通过直接调整不同群体样本的相对顺序,最大限度地实现效用与公平之间的加权和平衡。通过将这一问题作为确定不同受保护群体的最佳折叠路径,我们提出了一种非参数方法,通过动态的编程过程来寻找这种最佳路径。我们的方法与各种分类模型兼容,并适用于各种排名公平度指标。关于基准数据集和两个真实世界病人健康记录储存库的综合实验表明,我们的方法可以在算法效用与排名公平之间取得很大的平衡。此外,我们实验地核查在面对较少的培训样品时所使用的方法是否稳健。

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