*Concept-based explanations* offer a promising approach for explaining the predictions of deep neural networks in terms of high-level, human-understandable concepts. However, existing methods either do not establish a causal connection between the concepts and model predictions or are limited in expressivity and only able to infer causal explanations involving single concepts. At the same time, the parallel line of work on *formal abductive and contrastive explanations* computes the minimal set of input features causally relevant for model outcomes but only considers low-level features such as pixels. Merging these two threads, in this work, we propose the notion of *concept-based abductive and contrastive explanations* that capture the minimal sets of high-level concepts causally relevant for model outcomes. We then present a family of algorithms that enumerate all minimal explanations while using *concept erasure* procedures to establish causal relationships. By appropriately aggregating such explanations, we are not only able to understand model predictions on individual images but also on collections of images where the model exhibits a user-specified, common *behavior*. We evaluate our approach on multiple models, datasets, and behaviors, and demonstrate its effectiveness in computing helpful, user-friendly explanations.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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