Counterfactual explanations (CE) are the de facto method for providing insights into black-box decision-making models by identifying alternative inputs that lead to different outcomes. However, existing CE approaches, including group and global methods, focus predominantly on specific input modifications, lacking the ability to capture nuanced distributional characteristics that influence model outcomes across the entire input-output spectrum. This paper proposes distributional counterfactual explanation (DCE), shifting focus to the distributional properties of observed and counterfactual data, thus providing broader insights. DCE is particularly beneficial for stakeholders making strategic decisions based on statistical data analysis, as it makes the statistical distribution of the counterfactual resembles the one of the factual when aligning model outputs with a target distribution\textemdash something that the existing CE methods cannot fully achieve. We leverage optimal transport (OT) to formulate a chance-constrained optimization problem, deriving a counterfactual distribution aligned with its factual counterpart, supported by statistical confidence. The efficacy of this approach is demonstrated through experiments, highlighting its potential to provide deeper insights into decision-making models.


翻译:反事实解释(CE)是通过识别导致不同结果的替代输入来为黑盒决策模型提供洞见的实际标准方法。然而,现有的CE方法(包括群体和全局方法)主要侧重于特定的输入修改,缺乏捕捉在整个输入-输出谱上影响模型结果的细微分布特征的能力。本文提出分布反事实解释(DCE),将焦点转向观测数据与反事实数据的分布特性,从而提供更广泛的洞见。当将模型输出与目标分布对齐时,DCE使反事实的统计分布与事实分布相似——这是现有CE方法无法完全实现的,因此对于基于统计数据分析做出战略决策的利益相关者尤为有益。我们利用最优传输(OT)构建了一个机会约束优化问题,推导出一个与其事实对应物对齐、并具有统计置信度支持的反事实分布。通过实验证明了该方法的有效性,突显了其为决策模型提供更深入洞见的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
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
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
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
3+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
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
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
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月12日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Efficiently Embedding Dynamic Knowledge Graphs
Arxiv
14+阅读 · 2019年10月15日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
VIP会员
相关资讯
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月12日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Efficiently Embedding Dynamic Knowledge Graphs
Arxiv
14+阅读 · 2019年10月15日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
相关基金
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
3+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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员