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查询通道:遮蔽基解释的信噪比极限

人工智能 2026-04-21 v1

摘要

遮蔽式后置解释方法(如KernelSHAP和LIME)通过查询在随机扰动下的黑箱模型来估计局部特征重要性。本文将此程序形式化为查询信道中的通信,其中潜在解释充当消息,而每个遮蔽评估充当信道使用。在此框架中,解释的复杂度由假设类的熵捕获,而查询接口的供给信息率由每个查询的识别容量决定。我们推导出强逆命题,表明如果解释速率超过此容量,则对任何解释器和解码器的序列,精确恢复的概率必然趋于1。我们还证明了实现结果,表明稀疏最大似然解码器在速率位于容量以下时可实现可靠恢复。蒙特卡罗方法估计互信息可产生非渐近查询基准,我们用以比较最优解码与Lasso-和OLS-based程序,这些程序类似于LIME和KernelSHAP。实验结果显示,在查询预算范围内,信息论允许可靠解释,但标准凸函数代理仍然失败。最后,我们将超像素分辨率和神经语言模型的分词解释为一种源编码选择,从而决定解释的熵,并展示高斯噪声和非线性曲率如何降解查询信道,诱导滴水和误差底行为样,并使高分辨率解释不可实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.16689,
  title  = {The Query Channel: Information-Theoretic Limits of Masking-Based Explanations},
  author = {Erciyes Karakaya and Ozgur Ercetin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.16689},
  year   = {2026}
}