As deep learning has achieved state-of-the-art performance for many tasks of EEG-based BCI, many efforts have been made in recent years trying to understand what have been learned by the models. This is commonly done by generating a heatmap indicating to which extent each pixel of the input contributes to the final classification for a trained model. Despite the wide use, it is not yet understood to which extent the obtained interpretation results can be trusted and how accurate they can reflect the model decisions. In order to fill this research gap, we conduct a study to evaluate different deep interpretation techniques quantitatively on EEG datasets. The results reveal the importance of selecting a proper interpretation technique as the initial step. In addition, we also find that the quality of the interpretation results is inconsistent for individual samples despite when a method with an overall good performance is used. Many factors, including model structure and dataset types, could potentially affect the quality of the interpretation results. Based on the observations, we propose a set of procedures that allow the interpretation results to be presented in an understandable and trusted way. We illustrate the usefulness of our method for EEG-based BCI with instances selected from different scenarios.


翻译:随着深度学习在基于脑电图(EEG)的脑机接口(BCI)多项任务中取得最优性能,近年来大量研究致力于理解这些模型所学习到的特征。通常的做法是通过生成热力图,展示输入图像中每个像素对训练模型最终分类结果的贡献程度。尽管该方法已被广泛采用,但目前尚不明确所获得的可解释结果的可靠程度及其反映模型决策的准确性。为填补这一研究空白,我们针对EEG数据集开展了定量评估不同深度可解释技术的研究。结果表明,选择恰当的可解释技术作为初始步骤至关重要。此外,我们发现即使使用整体性能良好的方法,单个样本的可解释结果质量仍存在不一致性。模型结构、数据集类型等多种因素均可能影响可解释结果的质量。基于这些观察,我们提出了一套流程,使可解释结果能够以可理解且可信赖的方式呈现。通过选取不同场景下的实例,我们验证了该方法在基于EEG的BCI系统中的实用性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
《可解释的机器学习-interpretable-ml》238页pdf
专知会员服务
211+阅读 · 2020年2月24日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2010年12月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月2日
A Survey on Bayesian Deep Learning
Arxiv
64+阅读 · 2020年7月2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 · 57分钟前
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VIP内容
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
《可解释的机器学习-interpretable-ml》238页pdf
专知会员服务
211+阅读 · 2020年2月24日
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员