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KernelSHAP-IQ:基于 Shapley 互动的加权最小二乘优化

机器学习 2025-01-17 v2 人工智能

摘要

Shapley 值 (SV) 是分配机器学习 (ML) 实体信用的常用方法,用于理解黑箱 ML 模型。对于复杂系统,必须通过更高阶互动来丰富此类解释,其中 Shapley 互动指数 (SII) 是 SV 的一种直接公理化延伸。虽然众所周知,SV 可通过加权最小二乘 (WLS) 目标函数对任何游戏进行最优近似,但将此结果延伸到 SII 长期以来一直是开放问题,这甚至导致提出了另一种替代指数。在本工作中,我们将更高阶 SII 表述为 WLS 问题的解,通过 SII 和 kk-Shapley 值 (kk-SII) 构建最优近似。我们对 SV 和成对 SII 给出了该表示,并对更高阶情况给出经验验证的猜想。结果,我们提出了 KernelSHAP-IQ,这是 KernelSHAP 用于 SII 的直接延伸,展示了对特征互动的领先性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.10852,
  title  = {KernelSHAP-IQ: Weighted Least-Square Optimization for Shapley Interactions},
  author = {Fabian Fumagalli and Maximilian Muschalik and Patrick Kolpaczki and Eyke Hüllermeier and Barbara Hammer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.10852},
  year   = {2025}
}

备注

Published Paper at ICML 2024: https://openreview.net/forum?id=d5jXW2H4gg