論文の概要: The Distributional Uncertainty of the SHAP score in Explainable Machine Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.12731v1
• Date: Tue, 23 Jan 2024 13:04:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-24 15:44:20.154375
• Title: The Distributional Uncertainty of the SHAP score in Explainable Machine Learning
• Title（参考訳）: 説明可能な機械学習におけるSHAPスコアの分布不確かさ
• Authors: Santiago Cifuentes and Leopoldo Bertossi and Nina Pardal and Sergio Abriola and Maria Vanina Martinez and Miguel Romero
• Abstract要約: 本稿では,未知の実体集団分布下でのSHAPスコアの推論の原理的枠組みを提案する。 我々は,この関数の最大値と最小値を求める基本的な問題について検討し,すべての特徴のSHAPスコアに対して厳密な範囲を決定できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8136734847819778
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Attribution scores reflect how important the feature values in an input entity are for the output of a machine learning model. One of the most popular attribution scores is the SHAP score, which is an instantiation of the general Shapley value used in coalition game theory. The definition of this score relies on a probability distribution on the entity population. Since the exact distribution is generally unknown, it needs to be assigned subjectively or be estimated from data, which may lead to misleading feature scores. In this paper, we propose a principled framework for reasoning on SHAP scores under unknown entity population distributions. In our framework, we consider an uncertainty region that contains the potential distributions, and the SHAP score of a feature becomes a function defined over this region. We study the basic problems of finding maxima and minima of this function, which allows us to determine tight ranges for the SHAP scores of all features. In particular, we pinpoint the complexity of these problems, and other related ones, showing them to be NP-complete. Finally, we present experiments on a real-world dataset, showing that our framework may contribute to a more robust feature scoring.
• Abstract（参考訳）: 属性スコアは、入力エンティティの機能値が機械学習モデルの出力にどれほど重要であるかを反映する。 最も人気のある属性スコアの1つはSHAPスコアであり、これは連立ゲーム理論で使われる一般的なシェープリー値のインスタンス化である。 このスコアの定義は、実体人口の確率分布に依存する。 正確な分布は一般に不明であるため、主観的に割り当てるか、データから推定する必要がある。 本稿では,未知の実体集団分布下でのSHAPスコアの推論の原理的枠組みを提案する。 本稿では,潜在的な分布を含む不確実性領域を考察し,特徴量のSHAPスコアをこの領域上で定義した関数とする。 この関数の最大値と最小値を求める基本的な問題について検討し、すべての特徴のSHAPスコアの厳密な範囲を決定する。 特に、これらの問題と他の関連する問題の複雑さを指摘し、NP完全であることを示す。 最後に,実世界のデータセットに関する実験を行い,我々のフレームワークがより堅牢な機能スコアリングに寄与することを示す。

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