Explainable Artificial Intelligence (XAI) has in recent years become a well-suited framework to generate human understandable explanations of "black-box" models. In this paper, a novel XAI visual explanation algorithm known as the Similarity Difference and Uniqueness (SIDU) method that can effectively localize entire object regions responsible for prediction is presented in full detail. The SIDU algorithm robustness and effectiveness is analyzed through various computational and human subject experiments. In particular, the SIDU algorithm is assessed using three different types of evaluations (Application, Human and Functionally-Grounded) to demonstrate its superior performance. The robustness of SIDU is further studied in the presence of adversarial attack on "black-box" models to better understand its performance. Our code is available at: https://github.com/satyamahesh84/SIDU_XAI_CODE.


翻译:近年来,可解释的人工智能(XAI)已经成为一个非常合适的框架,对“黑盒”模型作出人所理解的解释。在本文中,全面详细介绍了名为“相似差异和独特性(SIDU)”的新型XAI直观解释算法,该算法可以有效地将负责预测的整个目标区域本地化。SIDU算法的稳健性和有效性通过各种计算和人类实验进行分析。特别是,SIDU算法的评估使用三种不同的评价(应用、人和功能四面八方)来显示其优异的性能。SITU的稳健性在对“黑盒”模型的对抗性攻击面前得到进一步研究,以更好地了解其性能。我们的代码可在以下网址查阅:https://github.com/satyamahesh84/SIDU_XAI_CODE。

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在科学,计算和工程学中,黑盒是一种设备,系统或对象,可以根据其输入和输出(或传输特性)对其进行查看,而无需对其内部工作有任何了解。 它的实现是“不透明的”(黑色)。 几乎任何事物都可以被称为黑盒:晶体管,引擎,算法,人脑,机构或政府。为了使用典型的“黑匣子方法”来分析建模为开放系统的事物,仅考虑刺激/响应的行为,以推断(未知)盒子。 该黑匣子系统的通常表示形式是在该方框中居中的数据流程图。黑盒的对立面是一个内部组件或逻辑可用于检查的系统,通常将其称为白盒(有时也称为“透明盒”或“玻璃盒”)。
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