Data imbalance across sensitive groups and class labels is common in classification problems and can contribute to substantial fairness disparities. We study how such imbalance affects Equal Opportunity and how synthetic data augmentation can mitigate the resulting unfairness. We first identify two mechanisms, prevalence imbalance and group-size imbalance, through which changes in the training distribution shift the learned decision boundary and induce disparities in group true positive rates. Motivated by this analysis, we study exact full-balance augmentation, which equalizes all group-label cells. We establish conditions under which full balancing strictly improves Equal Opportunity together with a prediction-error comparison under the oracle balanced distribution, and show that the Equal Opportunity gap of the synthetic-data classifier converges to that of the oracle balanced classifier as the sample size grows and the generator error vanishes. The finite-sample convergence rate agrees, up to logarithmic factors and generator-approximation error, with the information-theoretic lower-bound rate under the corresponding regularity regimes. Since exact balancing need not provide the best fairness-accuracy trade-off in practice, we further propose Accuracy-Constrained Adaptive Synthetic Augmentation (ACASA), which learns both where and how much to augment by minimizing estimated fairness disparity subject to a constraint on predictive accuracy. We provide a finite-sample guarantee comparing the selected augmentation allocation with the population-optimal accuracy-feasible allocation. Simulation studies and real data application support the theoretical findings and demonstrate that synthetic augmentation can substantially reduce fairness disparities while achieving favorable empirical fairness-accuracy trade-offs.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ICLR 2026 | DataMind: 构建通用数据分析智能体
专知会员服务
16+阅读 · 3月29日
异质信息网络分析与应用综述,软件学报-北京邮电大学
最全中文自然语言处理数据集、平台和工具整理
深度学习与NLP
34+阅读 · 2019年6月22日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 10月25日
Arxiv
95+阅读 · 2022年8月2日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
23+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
10+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
专知会员服务
10+阅读 · 11月8日
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
11+阅读 · 11月6日
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
9+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
6+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
ICLR 2026 | DataMind: 构建通用数据分析智能体
专知会员服务
16+阅读 · 3月29日
异质信息网络分析与应用综述,软件学报-北京邮电大学
相关资讯
最全中文自然语言处理数据集、平台和工具整理
深度学习与NLP
34+阅读 · 2019年6月22日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员