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次优 Shapley 值解释

机器学习 2025-02-19 v1 人工智能 机器学习

摘要

深度神经网络(DNN)在支持 various 应用方面展现出强大的能力。Shapley 值已成为分析特征重要性、帮助人类理解深度神经模型推理过程的突出工具。计算 Shapley 值函数需要选择一个基线来表示特征的缺失情况。然而,现有的随机基线和条件基线可能对解释产生负面影响。在本文中,我们通过分析不同基线的次优性,识别出存在问题的基线,即特征 xi\bm{x}'_i(可靠影响特征的替换)与其他特征之间的非对称互动在模型输出上具有显著的方向性偏差,并得出结论 p(yxi)=p(y)p(y|\bm{x}'_i) = p(y) 可能最小化涉及 xi\bm{x}'_i 的非对称互动。我们进一步将 xi\bm{x}'_i 对标签空间 LL 的无信息性推广,以避免估计 p(y)p(y),并设计一种简单的基于不确定性的重新加权机制以加速计算过程。我们在 various NLP 任务上进行实验,定量分析表明所提出的基于不确定性的重新加权机制有效。此外,通过衡量可解释方法生成的解释与人类理解的一致性,我们突出了模型推理与人类理解之间的差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.12209,
  title  = {Suboptimal Shapley Value Explanations},
  author = {Xiaolei Lu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12209},
  year   = {2025}
}