Explainable artificial intelligence (XAI) has witnessed significant advances in the field of object recognition, with saliency maps being used to highlight image features relevant to the predictions of learned models. Although these advances have made AI-based technology more interpretable to humans, several issues have come to light. Some approaches present explanations irrelevant to predictions, and cannot guarantee the validity of XAI (axioms). In this study, we propose the Baseline Shapley-based Explainable Detector (BSED), which extends the Shapley value to object detection, thereby enhancing the validity of interpretation. The Shapley value can attribute the prediction of a learned model to a baseline feature while satisfying the explainability axioms. The processing cost for the BSED is within the reasonable range, while the original Shapley value is prohibitively computationally expensive. Furthermore, BSED is a generalizable method that can be applied to various detectors in a model-agnostic manner, and interpret various detection targets without fine-grained parameter tuning. These strengths can enable the practical applicability of XAI. We present quantitative and qualitative comparisons with existing methods to demonstrate the superior performance of our method in terms of explanation validity. Moreover, we present some applications, such as correcting detection based on explanations from our method.


翻译:可解释人工智能(XAI)在目标识别领域取得了显著进展,其中显著性图被用于突出与学习模型预测相关的图像特征。尽管这些进展使基于人工智能的技术对人类更具可解释性,但也暴露出一些问题:部分方法提供的解释与预测无关,且无法保证XAI的公理有效性。本研究提出基于基线沙普利值的可解释检测器(BSED),将沙普利值扩展至目标检测领域,从而提升解释的有效性。沙普利值在满足可解释性公理的前提下,能将学习模型的预测归因于基线特征。BSED的处理成本处于合理范围内,而原始沙普利值的计算代价极为高昂。此外,BSED是一种可泛化的方法,能以模型无关的方式应用于各类检测器,且无需精细化参数调优即可解释多种检测目标。这些优势可增强XAI的实际应用价值。我们通过与现有方法的定量与定性对比,证明了本方法在解释有效性方面的优越性能。同时,我们还展示了基于本方法解释修正检测结果等应用案例。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
3+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月12日
Arxiv
24+阅读 · 2024年2月23日
VIP会员
最新内容
乌军利用美国“黄蜂”无人机摧毁俄军后勤
专知会员服务
2+阅读 · 6月7日
《支持作战级人机协同智能的交互式OODA流程》
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
8+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
9+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
10+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
3+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员