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Lidando com o Viés em Modelos de Texto pra Imagem

Analisando os preconceitos na geração de imagens e seus impactos na sociedade.

― 8 min ler


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Índice

Avanços recentes na tecnologia levaram à criação de ferramentas poderosas que conseguem gerar imagens a partir de descrições escritas. Essas ferramentas, conhecidas como modelos de Texto para Imagem (T2I), ganharam popularidade por causa da capacidade de produzir imagens de alta qualidade com base em comandos de texto simples. Exemplos incluem modelos desenvolvidos por empresas de tecnologia conhecidas. Porém, surgiram preocupações sobre os preconceitos presentes nas imagens geradas por esses modelos. Até mesmo comandos simples podem levar a representações tendenciosas, o que pode impactar negativamente a sociedade, especialmente para grupos minoritários.

O Problema do Preconceito nos Modelos T2I

O preconceito nos modelos T2I pode se manifestar de várias formas, muitas vezes reforçando estereótipos que marginalizam certos grupos. Isso pode resultar em consequências prejudiciais, tanto na forma como a sociedade vê esses grupos quanto na alocação de recursos. Por exemplo, se um modelo retrata consistentemente uma determinada demografia em cenários negativos, isso pode moldar a percepção pública de forma prejudicial. Estudos recentes destacaram preconceitos significativos relacionados a gênero, tom de pele e representação cultural nas saídas dos modelos T2I.

Preconceito de Gênero

O preconceito de gênero se refere a como os modelos retratam gêneros diferentes em papéis estereotipados. Por exemplo, um modelo pode gerar imagens de uma enfermeira como mulher e de um CEO como homem, refletindo papéis de gênero tradicionais. Esses preconceitos podem deixar de fora indivíduos não-binários completamente, já que a maioria dos estudos foca em uma compreensão binária de gênero. Essa exclusão não aborda a diversidade de identidades de gênero que existem na sociedade.

Preconceito de Tom de Pele

O preconceito de tom de pele reflete como os modelos T2I tendem a preferir certos tons de pele em relação a outros. Muitos modelos podem associar a atratividade a tons de pele mais claros e retratar indivíduos de pele mais escura em papéis negativos ou como criminosos. Isso não apenas distorce a realidade, mas também perpetua estereótipos prejudiciais sobre raça e etnia.

Preconceito Geo-Cultural

O preconceito geo-cultural envolve a tendência dos modelos T2I a super-representar certas culturas ou regiões geográficas, particularmente as ocidentais ou ricas. Quando solicitados com termos genéricos, esses modelos frequentemente recorrem a imagens que refletem uma visão estreita da cultura, negligenciando a rica diversidade das culturas globais. Isso pode levar a equívocos e apropriação cultural, reforçando estereótipos associados a regiões específicas.

Pesquisa sobre Preconceito em Modelos T2I

Apesar da crescente conscientização sobre esses preconceitos, falta uma revisão abrangente que explore como o preconceito tem sido definido, avaliado e abordado em modelos T2I. A pesquisa existente se concentra principalmente em preconceitos de gênero, tom de pele e geo-cultural, com a maioria dos estudos se concentrando nas associações ocupacionais desses preconceitos. Muito poucas investigações olham para aspectos mais amplos, como dinâmicas de poder ou papéis relacionados a várias identidades.

Definições de Preconceito

Diferentes estudos fornecem várias definições do que constitui preconceito em modelos T2I. Enquanto alguns pesquisadores se concentram em aspectos específicos, como apresentação de gênero, outros podem utilizar uma interpretação mais ampla. É crucial estabelecer definições claras e socialmente relevantes de preconceito para comunicar efetivamente sobre os problemas nos sistemas T2I.

Métodos de Avaliação

A avaliação do preconceito em modelos T2I normalmente é feita através de conjuntos de dados que comparam as saídas de imagens com distribuições demográficas esperadas. Infelizmente, os métodos de avaliação carecem de consistência. Estudos diferentes usam métricas variadas, tornando desafiador avaliar o progresso geral na resolução do preconceito. Anotações humanas são frequentemente utilizadas, mas elas podem ter seus preconceitos, levando a avaliações distorcidas.

Estratégias de Mitigação

Tem havido esforços para mitigar o preconceito dentro dos modelos T2I. Os métodos atuais envolvem principalmente ajustar os comandos dados aos modelos ou aprimorar os modelos com diferentes conjuntos de dados. No entanto, essas abordagens muitas vezes não são robustas. Por exemplo, intervenções baseadas em comandos podem não gerar resultados justos de forma consistente, e o aprimoramento pode levar a outros preconceitos não intencionais.

A Importância de uma Revisão Sistemática

A ausência de uma revisão abrangente significa que os pesquisadores carecem de uma compreensão clara sobre o trabalho existente em preconceito em modelos T2I. Isso cria lacunas no nosso conhecimento, dificultando o potencial para estudos futuros mais eficazes. Uma revisão sistemática é necessária para consolidar as descobertas de vários estudos, identificar o que já foi feito e determinar o que ainda precisa ser abordado em relação ao preconceito nos sistemas T2I.

Descobertas Atuais

Por meio de uma pesquisa extensa, várias observações-chave foram feitas sobre preconceito em modelos T2I:

  1. Foco em Gênero e Tom de Pele: A maioria dos estudos tem se concentrado em preconceitos de gênero e tom de pele, enquanto os preconceitos geo-culturais permanecem pouco explorados.
  2. Preconceito Ocupacional: Uma parte significativa dos estudos sobre preconceitos de gênero e tom de pele examinou papéis ocupacionais, mas poucos olharam para outros aspectos como dinâmicas de poder ou representação não-binária.
  3. Falta de uma Estrutura Unificada: Não há uma estrutura estabelecida para avaliar o preconceito, com métricas variando significativamente de um estudo para outro.
  4. Mitigação Insuficiente: Os métodos atuais para abordar o preconceito não são muito eficazes. Muitos estudos mostram que os preconceitos persistem mesmo após a intervenção.

Direções Futuras na Pesquisa sobre Preconceito

Reconhecendo as limitações do trabalho atual, os pesquisadores delinearam várias maneiras de exploração futura:

Definições Centricas no Humano

Pesquisas futuras devem enfatizar definições claras e fundamentadas socialmente de preconceito que vão além das tecnicalidades. Definir preconceito deve envolver uma visão crítica das desigualdades sociais e dinâmicas de poder na sociedade. Ao fundamentar a pesquisa em implicações do mundo real, as descobertas podem se tornar mais relevantes e impactantes.

Expandindo as Dimensões do Preconceito

Em vez de restringir a pesquisa a preconceitos de gênero, tom de pele e geo-culturais, os estudos devem abranger uma gama mais ampla de dimensões de preconceito, como aquelas relacionadas a deficiência ou orientação sexual. Essa perspectiva mais ampla pode destacar como diferentes formas de preconceito se cruzam nos sistemas T2I.

Envolvimento da Comunidade

Incluir comunidades diversas na pesquisa pode levar a avaliações e entendimentos mais precisos sobre preconceito. As experiências e opiniões de vários grupos podem informar práticas mais equitativas no desenvolvimento de modelos T2I, garantindo que vozes marginalizadas sejam ouvidas.

Avaliação Automatizada Confiável

Esforços devem ser feitos para desenvolver melhores métodos de avaliação automatizada que consigam medir efetivamente o preconceito nas saídas de T2I. Os métodos atuais podem carregar seus preconceitos e devem ser examinados criticamente para garantir que eles atendam às complexidades das identidades demográficas.

Métodos Diversos de Mitigação

Estratégias de mitigação devem considerar as preferências dos usuários e as diversas saídas exigidas para diferentes comunidades. Simplesmente gerar imagens diversas não é suficiente; um verdadeiro senso de inclusão é essencial para que os usuários se sintam representados. Os pesquisadores devem explorar novos métodos que abordem a natureza dinâmica do preconceito e busquem soluções que possam se adaptar às normas sociais em mudança.

Monitoramento Contínuo

O preconceito em modelos T2I não é estático; ele evolui com o tempo. Os pesquisadores devem explorar abordagens dinâmicas que possam se adaptar a novas compreensões de preconceito à medida que surgem. O monitoramento em tempo real das saídas pode ajudar a ajustar os modelos para abordar proativamente problemas emergentes.

Conclusão

O preconceito em modelos T2I é uma preocupação significativa que requer atenção imediata. O cenário atual revela lacunas críticas na compreensão e no enfrentamento desses preconceitos, que podem ter consequências concretas para a sociedade. Ao promover definições claras, expandir as dimensões de pesquisa, garantir o envolvimento da comunidade e desenvolver estratégias robustas de avaliação e mitigação, podemos trabalhar para criar sistemas T2I que sejam justos, inclusivos e confiáveis para todos os indivíduos. O potencial das tecnologias T2I para remodelar nossas experiências visuais é enorme, mas deve ser aproveitado de forma responsável para evitar a perpetuação de estereótipos e desigualdades prejudiciais.

Fonte original

Título: Survey of Bias In Text-to-Image Generation: Definition, Evaluation, and Mitigation

Resumo: The recent advancement of large and powerful models with Text-to-Image (T2I) generation abilities -- such as OpenAI's DALLE-3 and Google's Gemini -- enables users to generate high-quality images from textual prompts. However, it has become increasingly evident that even simple prompts could cause T2I models to exhibit conspicuous social bias in generated images. Such bias might lead to both allocational and representational harms in society, further marginalizing minority groups. Noting this problem, a large body of recent works has been dedicated to investigating different dimensions of bias in T2I systems. However, an extensive review of these studies is lacking, hindering a systematic understanding of current progress and research gaps. We present the first extensive survey on bias in T2I generative models. In this survey, we review prior studies on dimensions of bias: Gender, Skintone, and Geo-Culture. Specifically, we discuss how these works define, evaluate, and mitigate different aspects of bias. We found that: (1) while gender and skintone biases are widely studied, geo-cultural bias remains under-explored; (2) most works on gender and skintone bias investigated occupational association, while other aspects are less frequently studied; (3) almost all gender bias works overlook non-binary identities in their studies; (4) evaluation datasets and metrics are scattered, with no unified framework for measuring biases; and (5) current mitigation methods fail to resolve biases comprehensively. Based on current limitations, we point out future research directions that contribute to human-centric definitions, evaluations, and mitigation of biases. We hope to highlight the importance of studying biases in T2I systems, as well as encourage future efforts to holistically understand and tackle biases, building fair and trustworthy T2I technologies for everyone.

Autores: Yixin Wan, Arjun Subramonian, Anaelia Ovalle, Zongyu Lin, Ashima Suvarna, Christina Chance, Hritik Bansal, Rebecca Pattichis, Kai-Wei Chang

Última atualização: 2024-05-01 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2404.01030

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.01030

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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