Ranking items by their probability of relevance has long been the goal of conventional ranking systems. While this maximizes traditional criteria of ranking performance, there is a growing understanding that it is an oversimplification in online platforms that serve not only a diverse user population, but also the producers of the items. In particular, ranking algorithms are expected to be fair in how they serve all groups of users -- not just the majority group -- and they also need to be fair in how they divide exposure among the items. These fairness considerations can partially be met by adding diversity to the rankings, as done in several recent works. However, we show in this paper that user fairness, item fairness and diversity are fundamentally different concepts. In particular, we find that algorithms that consider only one of the three desiderata can fail to satisfy and even harm the other two. To overcome this shortcoming, we present the first ranking algorithm that explicitly enforces all three desiderata. The algorithm optimizes user and item fairness as a convex optimization problem which can be solved optimally. From its solution, a ranking policy can be derived via a novel Birkhoff-von Neumann decomposition algorithm that optimizes diversity. Beyond the theoretical analysis, we investigate empirically on a new benchmark dataset how effectively the proposed ranking algorithm can control user fairness, item fairness and diversity, as well as the trade-offs between them.


翻译:长期以来,按其关联性概率排列项目等级一直是常规排名制度的目标。 虽然这最大限度地扩大了传统的排名业绩标准,但人们越来越认识到,这在网上平台上是一种过于简单化,不仅为不同的用户群服务,而且为项目的制作者服务。特别是,排名算法在如何服务所有用户群体 -- -- 不仅仅是多数群体 -- -- 方面预期是公平的,它们也需要在如何在项目之间分配风险方面做到公平。这些公平性考虑可以通过在排名中增加多样性来部分满足,正如最近一些工作所做的那样。然而,我们在本文件中表明,用户公平、项目公平和多样性是根本上不同的概念。特别是,我们认为,只考虑三个脱边平台中的一个用户群的算法可能无法满足甚至伤害其他两个项目。为了克服这一缺陷,我们提出了第一个明确执行所有三个组的排名算法。算法将用户和项目公平性优化成一个可以最佳解决的组合优化问题。从它的解决方案中,可以通过一个新型的Birkhoff-von Neumann的排名政策可以从根本上推导出,我们提出的在将数据排序上进行最佳的排序分析。

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