Formal explainability provides mathematically grounded justifications for individual predictions. However, abductive explanations often exceed human cognitive limits by involving too many features, while probabilistic relaxations have remained largely limited to categorical classification. We present a unified framework for probabilistic explainability based on sparse, anchored linear models, applicable to both binary classification and continuous regression. By mapping instances to the Boolean hypercube, our linear explanations strictly generalize subset-based approaches: they capture both the magnitude and direction of feature contributions while enforcing a prescribed sparsity budget $k$. We show that minimizing the relevance error for such explanations is \ClassNPPP-hard when the underlying model is a neural network, and we relate this intractable objective to a tractable surrogate---the fidelity error. For a parameterized family of local distributions, the relevance error of any $k$-sparse explanation is bounded by its fidelity error up to a multiplicative factor that remains small locally. We address the resulting empirical problem using two complementary approaches: a Mixed Integer Programming (MIP) formulation that yields provably optimal empirical solutions while maintaining polynomial sample complexity, and a polynomial-time Iterative Hard Thresholding (IHT) algorithm with provable approximation guarantees. Empirical evaluations show that, unlike state-of-the-art baselines such as LIME and MAPLE, our explanations satisfy both the anchoring and sparsity constraints by construction, while consistently achieving lower relevance error.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

AAAI 2024 | GCIL:因果视角下的图对比不变学习
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月5日
【NeurIPS2022】图谱视角下的图对比学习
专知会员服务
27+阅读 · 2022年10月9日
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 用可微的逻辑规则学习完成知识库推理
开放知识图谱
14+阅读 · 2018年7月5日
论文浅尝 | 知识图谱问答中的层次类型约束主题实体识别
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
3+阅读 · 2015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
9+阅读 · 2015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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 10月6日
Inductive Relation Prediction by Subgraph Reasoning
Arxiv
11+阅读 · 2020年2月12日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
AAAI 2024 | GCIL:因果视角下的图对比不变学习
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月5日
【NeurIPS2022】图谱视角下的图对比学习
专知会员服务
27+阅读 · 2022年10月9日
相关基金
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
3+阅读 · 2015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
9+阅读 · 2015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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员