Transformer-based models have gained popularity in the field of natural language processing (NLP) and are extensively utilized in computer vision tasks and multi-modal models such as GPT4. This paper presents a novel method to enhance the explainability of Transformer-based image classification models. Our method aims to improve trust in classification results and empower users to gain a deeper understanding of the model for downstream tasks by providing visualizations of class-specific maps. We introduce two modules: the ``Relationship Weighted Out" and the ``Cut" modules. The ``Relationship Weighted Out" module focuses on extracting class-specific information from intermediate layers, enabling us to highlight relevant features. Additionally, the ``Cut" module performs fine-grained feature decomposition, taking into account factors such as position, texture, and color. By integrating these modules, we generate dense class-specific visual explainability maps. We validate our method with extensive qualitative and quantitative experiments on the ImageNet dataset. Furthermore, we conduct a large number of experiments on the LRN dataset, specifically designed for automatic driving danger alerts, to evaluate the explainability of our method in complex backgrounds. The results demonstrate a significant improvement over previous methods. Moreover, we conduct ablation experiments to validate the effectiveness of each module. Through these experiments, we are able to confirm the respective contributions of each module, thus solidifying the overall effectiveness of our proposed approach.


翻译:基于Transformer的模型在自然语言处理领域已获得广泛关注,并逐步应用于计算机视觉任务及GPT4等多模态模型。本文提出一种新颖方法,旨在增强基于Transformer的图像分类模型的可解释性。通过生成类别特定可视化图谱,该方法旨在提升对分类结果的信任度,并帮助用户更深入地理解模型以支持下游任务。我们引入两个模块:"关系加权输出"模块与"剪切"模块。"关系加权输出"模块专注于从中间层提取类别特定信息,实现相关特征的增强;"剪切"模块则进行细粒度特征分解,综合考虑位置、纹理与颜色等因素。通过整合这些模块,我们生成密集的类别特定可视化可解释性图谱。我们在ImageNet数据集上开展了广泛的定性与定量实验以验证该方法。此外,针对自动驾驶危险预警场景,我们在LRN数据集上进行了大量实验,评估该方法在复杂背景下的可解释性。实验结果表明,该方法较现有方法有显著提升。同时,我们通过消融实验验证了各模块的有效性,确认了每个模块的独立贡献,从而夯实了所提方法的整体有效性。

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
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+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
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
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:45
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:37
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:27
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
9+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员