인공지능 기반 화자 식별 기술의 불공정성 분석 = Analysis of unfairness of artificial intelligence-based speaker identification technology

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Digitalization due to COVID-19 has rapidly developed artificial intelligence-based voice recognition technology. However, this technology causes unfair social problems, such as race and gender discrimination if datasets are biased against some groups, and degrades the reliability and security of artificial intelligence services. In this work, we compare and analyze accuracy-based unfairness in biased data environments using VGGNet (Visual Geometry Group Network), ResNet (Residual Neural Network), and MobileNet, which are representative CNN (Convolutional Neural Network) models of artificial intelligence. Experimental results show that ResNet34 showed the highest accuracy for women and men at 91% and 89.9% in Top1-accuracy, while ResNet18 showed the slightest accuracy difference between genders at 1.8%. The difference in accuracy between genders by model causes differences in service quality and unfair results between men and women when using the service.

국문 초록 (Abstract)

Covid-19으로 인한 디지털화는 인공지능 기반의 음성인식 기술을 급속하게 발전시켰다. 그러나 이 기술은 데이터셋이 일부 집단에 편향될 경우 인종 및 성차별과 같은 불공정한 사회적 문제를 초래하고 인공지능 서비스의 신뢰성과 보안성을 열화시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 대표적인 인공지능의 CNN(Convolutional Neural Network) 모델인 VGGNet(Visual Geometry Group Network), ResNet(Residual neural Network), MobileNet을 활용한 편향된 데이터 환경에서 정확도에 기반한 불공정성을 비교 및 분석한다. 실험 결과에 따르면 Top1-accuracy에서 ResNet34가 여성과 남성이 91%, 89.9%로 가장 높은 정확도를 보였고, 성별 간 정확도 차는 ResNet18이 1.8%로 가장 작았다. 모델별 성별 간의 정확도 차이는 서비스 이용 시 남녀 간의 서비스 품질에 대한 차이와 불공정한 결과를 야기한다.