Counterfactual explanations (CE) explain model decisions by identifying input modifications that lead to different predictions. Most existing methods operate at the instance level. Distributional Counterfactual Explanations (DCE) extend this setting by optimizing an optimal transport objective that balances proximity to a factual input distribution and alignment to a target output distribution, with statistical certification via chance constrained bounds. However, DCE relies on gradient based optimization, while many real-world tabular pipelines are dominated by non-differentiable models. We propose DISCOVER, a model-agnostic solver for distributional counterfactual explanations. DISCOVER preserves the original DCE objective and certification while replacing gradient descent with a sparse propose-and-select search paradigm. It exploits a sample-wise decomposition of the transport objective to compute per-row impact scores and enforce a top-$k$ intervention budget, focusing edits on the most influential samples. To guide candidate generation without predictor gradients, DISCOVER introduces an OT-guided cone sampling primitive driven by input-side transport geometry. Experiments on multiple tabular datasets demonstrate strong joint alignment of input and output distributions, extending distributional counterfactual reasoning to modern black box learning pipelines. A code repository is available at https://github.com/understanding-ml/DCE.


翻译:反事实解释(CE)通过识别导致不同预测的输入修改来解释模型决策。现有方法大多在实例层面操作。分布反事实解释(DCE)通过优化一个平衡事实输入分布邻近性与目标输出分布对齐性的最优传输目标来扩展这一设定,并利用机会约束边界提供统计认证。然而,DCE依赖于基于梯度的优化方法,而现实世界中的许多表格数据流程主要由不可微模型主导。我们提出了DISCOVER,一种用于分布反事实解释的模型无关求解器。DISCOVER在保持原始DCE目标与认证机制的同时,用稀疏的“生成-筛选”搜索范式替代了梯度下降法。该方法利用传输目标的逐样本分解来计算每行影响分数,并强制执行前$k$项干预预算,从而将编辑操作聚焦于最具影响力的样本。为了在没有预测器梯度的情况下指导候选样本生成,DISCOVER引入了由输入端传输几何驱动的OT引导锥形采样原语。在多个表格数据集上的实验表明,该方法能实现输入与输出分布的强联合对齐,将分布反事实推理扩展到现代黑盒学习流程中。代码仓库位于https://github.com/understanding-ml/DCE。

0
下载
关闭预览

相关内容

【WWW2024】博弈论式反事实解释图神经网络
专知会员服务
32+阅读 · 2024年2月17日
【CVPR2023】对抗性反事实视觉解释
专知会员服务
31+阅读 · 2023年3月22日
【NeurIPS2022】扩散视觉反事实解释
专知会员服务
24+阅读 · 2022年10月24日
【ICML2022】基于树的集合的鲁棒反事实解释
专知会员服务
15+阅读 · 2022年7月7日
可解释强化学习,Explainable Reinforcement Learning: A Survey
专知会员服务
133+阅读 · 2020年5月14日
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20日
一文搞懂反向传播
机器学习与推荐算法
18+阅读 · 2020年3月12日
【机器学习】深入剖析机器学习中的统计思想
产业智能官
17+阅读 · 2019年1月24日
NetworkMiner - 网络取证分析工具
黑白之道
16+阅读 · 2018年6月29日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+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
3+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
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:20
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
8+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+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
3+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
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员