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author | Jan Aalmoes <jan.aalmoes@inria.fr> | 2024-09-21 16:33:51 +0200 |
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committer | Jan Aalmoes <jan.aalmoes@inria.fr> | 2024-09-21 16:33:51 +0200 |
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diff --git a/aia/fair_reg.tex b/aia/fair_reg.tex new file mode 100644 index 0000000..2f2a0e0 --- /dev/null +++ b/aia/fair_reg.tex @@ -0,0 +1,46 @@ +A la Section~\ref{sec:background-eq} nous avons introduits la notion de \textit{demographic parity} (DemPar). +Dans le cas d'un classifieur binaire ($\hat{Y}$) avec attribut binaire ($S$), nous pouvons calculer à quel point le classifieur est proche d'être DemPar avec la quantité suivante : +\begin{equation*} + \text{DemParLvl} = |P(\hat{Y}=1|S=0) - P(\hat{Y}=1|S=1)| +\end{equation*} +C'est l'écart de prédiction positive entre la classe majoritair(par exemple les blancs, le hommes, ...) et la classe minoritaire (les noirs, les femmes, ...). +\begin{propriete} + \label{prop:aia-dpl0} + Un classifieur qui satisfat la \textit{demographic parity} a n DemParLvl égale à zéro. +\end{propriete} +La démonstration est triviale à partir de la Définition~\ref{def:background-eq-dp}. + +DemPar est équivalante à dire que la prédiction du modèle est idépendante de l'attribut sensible. +Nous remarquons que cette définition n'est ni restrainte à des problème de classification, ni à des attribute senssibles binaires ni même à des attribut sensibles qui prennent leurs valeur dans un ensemble fini. +Ainsi nous définissons la notion suivante: +\begin{definition}{\textit{Démographic parity} généralisée.} + \label{def:aia-dempargen} +Soit $(\Omega,\mathcal{T},P$) un espace probabilisé. +Soient $(E,\mathcal{E})$, $(F,\mathcal{F})$ et $(G,\mathcal{G})$ des espaces mesurables. +Soient les variables aléatoires suivantes : +\begin{itemize} + \item $X:(\Omega,\mathcal{T})\rightarrow (E,\mathcal{E})$ + \item $Y:(\Omega,\mathcal{T})\rightarrow (F,\mathcal{F})$ + \item $S:(\Omega,\mathcal{T})\rightarrow (G,\mathcal{G})$ + \item $f:(E,\mathcal{E})\rightarrow (F,\mathcal{F})$ +\end{itemize} +Alors $f$ satisfait la \textit{demographic parity} généralisée si et seulement si +\begin{equation*} + P_{f\circ X,S} = P_{f\circ X}\otimes P_S +\end{equation*} +Dit autrement, si et seulement si le classifieur $f$ est un CCA pour prédire $S$ à partire de $X$. +\end{definition} + +\begin{propriete} + Si un classifieur binaire satisfait la \textit{demographic parity} généralisée alors il satisfait la démographic parity. +\end{propriete} + +\begin{proof} + En gardant les objets définits dans la Définition~\ref{def:aia-dempargen}, supposons que $f$ satisfasse la \textit{demographic parity} généralisée. + Alors, en notant $\hat{Y} = f\circ X$, comme $\mathcal{G} = \mathcal{F}=\mathcal{P}(\{0,1\})$, nous avons bien + \begin{equation*} + P(\hat{Y}=1\mid S=0) = P(\hat{Y}=1\mid S=1) + \end{equation*} +\end{proof} + +Ainsi grâce à la Propriété~\ref{prop:aia-dpl0} nous savons que si un classifieur satisfait la \textit{demographic parity} généralisée, alors il a un DemParLvl égale à 0. |