中文

面向比较本地解释的拓扑驱动可视化分析工具 MOUNTAINEER

机器学习 2024-06-25 v1 图形学 代数拓扑

摘要

随着黑箱机器学习(ML)技术在关键领域的应用增长,迫切需要提供方法以实现模型预测的透明度和可解释性。因此,已开发出大量用于黑箱模型的局部可解释性方法并得到推广。然而,由于机器学习解释的高维度、异构表示、规模差异以及某些方法的随机性,仍难以评估和比较这些解释。拓扑数据分析(TDA)在此领域可以是有效方法,因为它可用于将归因转换为统一的图表示,为不同解释方法之间提供 common ground。我们提出一种新型拓扑驱动可视化分析工具 Mountaineer,允许 ML 实践者通过将拓扑图链接回原始数据分布、模型预测和特征归因,交互式地分析和比较这些表示。Mountaineer 促进了对 ML 解释的快速迭代探索,使专家能够深入了解解释技术,理解底层数据分布,从而得出关于模型行为的有根据的结论。此外,我们通过两个实际数据案例研究展示了 Mountaineer 的实用性。在第一个案例中,我们展示了 Mountaineer如何使我们能够比较黑箱 ML 解释,辨认出不同解释之间存在不一致的区域和原因。在第二个案例中,我们演示了该工具如何用于比较和理解 ML 模型本身。最后,我们对三位行业专家进行访谈,以帮助评估我们的工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.15613,
  title  = {MOUNTAINEER: Topology-Driven Visual Analytics for Comparing Local Explanations},
  author = {Parikshit Solunke and Vitoria Guardieiro and Joao Rulff and Peter Xenopoulos and Gromit Yeuk-Yin Chan and Brian Barr and Luis Gustavo Nonato and Claudio Silva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15613},
  year   = {2024}
}

备注

Author version of article accepted to IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics