Sesgo racial en la tecnología de reconocimiento facial
Examinando los problemas de sesgo racial en los sistemas de reconocimiento facial y sus implicaciones.
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Tabla de contenidos
La tecnología de Reconocimiento facial se está usando cada vez más en muchas áreas, desde la seguridad hasta las redes sociales. Sin embargo, esta tecnología a menudo muestra diferentes niveles de rendimiento para personas de diferentes razas. Esta diferencia en el rendimiento genera preocupaciones sobre el Sesgo Racial, que es cuando ciertos grupos son tratados de manera injusta por su raza. Este artículo discutirá los problemas del sesgo racial en el reconocimiento facial, explicará cómo ocurre y explorará posibles soluciones.
Entendiendo el Sesgo Racial
El sesgo racial en el reconocimiento facial significa que la tecnología no funciona igual de bien para todos los grupos raciales. Estudios han encontrado que los algoritmos pueden tener más dificultades para identificar caras de individuos de ciertos orígenes raciales en comparación con otros. Esta disparidad puede llevar a resultados injustos en áreas críticas como la aplicación de la ley, las prácticas de contratación y el acceso a servicios.
Contexto Histórico
El sesgo racial no es solo un problema nuevo con la tecnología; tiene raíces históricas en la manera en que la sociedad ve la raza. Los humanos han tenido dificultades durante mucho tiempo para reconocer caras de grupos raciales diferentes al suyo debido a la familiaridad y las interacciones sociales. Este sesgo inherente puede influir en cómo se desarrolla y prueba la tecnología.
Proceso de Reconocimiento Facial
El reconocimiento facial involucra múltiples pasos, incluyendo la captura de una imagen, la localización de la cara, la creación de una representación de la cara y, finalmente, la verificación o identificación de la persona. En cada una de estas etapas, hay oportunidades para que se infiltre el sesgo racial.
Adquisición de Imágenes
Este es el primer paso donde se capturan imágenes de caras. La calidad de estas imágenes puede variar según la iluminación, la calidad de la cámara y la posición del sujeto. Si las imágenes de ciertos grupos raciales son más difíciles de capturar bien, puede llevar a un peor rendimiento del sistema para esos grupos.
Localización de la Cara
Una vez que se captura una imagen, el siguiente paso es encontrar dónde está la cara en la imagen. Este proceso también puede verse afectado por el sesgo si los algoritmos se entrenan principalmente con imágenes de un grupo racial. Si el algoritmo no está familiarizado con las características de otro grupo, puede tener dificultades para localizar las caras con precisión.
Representación de la Cara
Crear una representación de la cara es un paso crucial donde el algoritmo aprende a identificar características que distinguen a una persona de otra. Si los datos de entrenamiento carecen de diversidad entre los grupos raciales, el modelo no aprenderá a reconocer caras de esos grupos de manera efectiva.
Verificación e Identificación de la Cara
Este paso final compara la imagen capturada con identidades conocidas. Si la representación subyacente de las caras es sesgada, el rendimiento también será sesgado. Esto se hace evidente cuando la tecnología no logra igualar correctamente a individuos de grupos raciales subrepresentados.
Problemas de Sesgo en los Datos
Los métodos de recolección de datos a menudo llevan a conjuntos de datos sesgados. Muchos sistemas de reconocimiento facial se entrenan con imágenes de Internet, que pueden no reflejar la diversidad del mundo real. La sobrerrepresentación de ciertas razas en estos conjuntos de datos puede llevar a un mejor rendimiento para esos grupos, mientras que otros siguen estando subrepresentados y, por lo tanto, tienen un desempeño pobre.
Sesgo de muestreo
El sesgo de muestreo ocurre cuando las imágenes seleccionadas no representan la diversidad real de una población. Esto puede pasar cuando los investigadores usan imágenes de celebridades o de regiones específicas, llevando a conjuntos de datos que pasan por alto muchos grupos raciales y étnicos.
Sesgo de Etiquetado
El etiquetado es otra preocupación. Las formas en que se categorizan los individuos según su raza pueden variar y pueden no reflejar una evaluación precisa o justa. Esta inconsistencia puede resultar en resultados sesgados de los algoritmos.
Impacto del Sesgo Racial
El sesgo racial en el reconocimiento facial puede tener consecuencias significativas en el mundo real. Por ejemplo, en la aplicación de la ley, una identificación inexacta puede llevar a arrestos erróneos y a una falta de confianza de las comunidades. En la contratación, los algoritmos sesgados pueden desventajar injustamente a candidatos según su raza, perpetuando desigualdades en el lugar de trabajo.
Aspectos Psicológicos
Los humanos muestran naturalmente un sesgo hacia su propia raza, lo que significa que son mejores reconociendo caras de su propia raza en comparación con las de otras razas. Este fenómeno psicológico se refleja en la tecnología, ya que los algoritmos entrenados predominantemente en un grupo racial pueden tener problemas con otros.
Algoritmos y sus Limitaciones
Los sistemas modernos de reconocimiento facial suelen depender de modelos de aprendizaje profundo que requieren una gran cantidad de datos para su entrenamiento. Si los datos son sesgados, el modelo inevitablemente aprenderá esos sesgos y tendrá un rendimiento pobre entre grupos raciales diversos. Además, las suposiciones hechas durante la fase de entrenamiento pueden llevar a una comprensión distorsionada de las características faciales.
Posibles Soluciones
Abordar el sesgo racial en los sistemas de reconocimiento facial es crucial. Aquí hay algunas soluciones potenciales:
Recolección de Datos Diversos
Reunir datos de una gama más amplia de grupos raciales puede ayudar a crear conjuntos de datos más equilibrados. Este método asegura que el algoritmo tenga una mejor oportunidad de aprender las características de todas las razas.
Mejora de Métodos de Entrenamiento
Los métodos de entrenamiento deben diseñarse para minimizar el impacto del sesgo. Esto podría incluir técnicas que aseguren una representación justa entre todos los grupos durante la fase de entrenamiento.
Auditorías Regulares
Realizar auditorías regulares de los sistemas de reconocimiento facial puede ayudar a identificar y corregir cualquier sesgo que pueda surgir con el tiempo. Esta evaluación continua es esencial para garantizar que el sistema rinda igual de bien para todos los grupos raciales.
Conclusión
El sesgo racial en la tecnología de reconocimiento facial es un problema significativo que puede llevar a un trato injusto de individuos por su raza. Al entender cómo ocurre el sesgo en diferentes etapas del proceso de reconocimiento facial, podemos trabajar hacia el desarrollo de soluciones que aseguren resultados justos y precisos para todos. El objetivo es crear un sistema de reconocimiento facial que respete y reconozca la diversidad de nuestra sociedad.
Título: Racial Bias within Face Recognition: A Survey
Resumen: Facial recognition is one of the most academically studied and industrially developed areas within computer vision where we readily find associated applications deployed globally. This widespread adoption has uncovered significant performance variation across subjects of different racial profiles leading to focused research attention on racial bias within face recognition spanning both current causation and future potential solutions. In support, this study provides an extensive taxonomic review of research on racial bias within face recognition exploring every aspect and stage of the face recognition processing pipeline. Firstly, we discuss the problem definition of racial bias, starting with race definition, grouping strategies, and the societal implications of using race or race-related groupings. Secondly, we divide the common face recognition processing pipeline into four stages: image acquisition, face localisation, face representation, face verification and identification, and review the relevant corresponding literature associated with each stage. The overall aim is to provide comprehensive coverage of the racial bias problem with respect to each and every stage of the face recognition processing pipeline whilst also highlighting the potential pitfalls and limitations of contemporary mitigation strategies that need to be considered within future research endeavours or commercial applications alike.
Autores: Seyma Yucer, Furkan Tektas, Noura Al Moubayed, Toby P. Breckon
Última actualización: 2023-05-01 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2305.00817
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.00817
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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