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CHIP:深度卷积神经网络的通道级解耦解释模型

计算机视觉与模式识别 2019-12-17 v2 机器学习

摘要

随着深度卷积神经网络(DCNNs)的广泛应用,DCNNs 不仅需要进行准确预测,还需要解释其决策过程,这一点变得愈发重要。本文提出一种通道级解耦解释(CHannel-wise disentangled InterPretation, CHIP)模型,为 DCNNs 的预测提供可视化解释。该模型利用稀疏正则化来提取网络中通道的类别判别重要性。在此,我们首先引入网络扰动技术来学习该模型。所提模型不仅能够从网络中提取全局视角知识,还能为网络的具体预测提供类别判别的可视化解释。值得注意的是,该模型无需重新训练即可解释网络的不同层。通过结合不同层中提取的解释知识,我们进一步提出了精细 CHIP 可视化解释,其兼具高分辨率和类别判别性。在标准数据集上的实验结果表明,与现有可视化解释方法相比,所提模型在图像分类任务中为网络预测提供了有前景的可视化解释。此外,在 ILSVRC 2015 弱监督定位任务的应用中,所提方法优于相关方法。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.02497,
  title  = {CHIP: Channel-wise Disentangled Interpretation of Deep Convolutional Neural Networks},
  author = {Xinrui Cui and Dan Wang and Z. Jane Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.02497},
  year   = {2019}
}

备注

15 pages, 10 figures