This paper introduces a new class of explanation structures, called robust counterfactual witnesses (RCWs), to provide robust, both counterfactual and factual explanations for graph neural networks. Given a graph neural network M, a robust counterfactual witness refers to the fraction of a graph G that are counterfactual and factual explanation of the results of M over G, but also remains so for any "disturbed" G by flipping up to k of its node pairs. We establish the hardness results, from tractable results to co-NP-hardness, for verifying and generating robust counterfactual witnesses. We study such structures for GNN-based node classification, and present efficient algorithms to verify and generate RCWs. We also provide a parallel algorithm to verify and generate RCWs for large graphs with scalability guarantees. We experimentally verify our explanation generation process for benchmark datasets, and showcase their applications.


翻译:本文提出了一类新型解释结构,称为稳健反事实见证(Robust Counterfactual Witnesses, RCWs),旨在为图神经网络提供兼具反事实与事实性质的稳健解释。给定图神经网络M,稳健反事实见证是指图G中构成M在G上结果之反事实与事实解释的子图部分,且该性质在G通过翻转最多k对节点而受到的任意"扰动"下仍然成立。我们验证与生成稳健反事实见证的难度结果进行了刻画,范围从可处理结果到co-NP完全问题。针对基于GNN的节点分类任务,我们研究了此类结构,并提出了验证与生成RCW的高效算法。我们还设计了一种可扩展的并行算法,用于验证与生成大规模图上的RCW。通过基准数据集上的实验验证了所提解释生成过程,并展示了其应用场景。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Instruction Tuning for Large Language Models: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2023年8月21日
Arxiv
19+阅读 · 2022年10月6日
An Overview on Machine Translation Evaluation
Arxiv
14+阅读 · 2022年2月22日
Arxiv
14+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
Arxiv
11+阅读 · 2018年1月18日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:00
21世纪的无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:05
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:51
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关VIP内容
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Instruction Tuning for Large Language Models: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2023年8月21日
Arxiv
19+阅读 · 2022年10月6日
An Overview on Machine Translation Evaluation
Arxiv
14+阅读 · 2022年2月22日
Arxiv
14+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
Arxiv
11+阅读 · 2018年1月18日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员