論文の概要: Feature Attribution with Necessity and Sufficiency via Dual-stage Perturbation Test for Causal Explanation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08845v3
- Date: Mon, 3 Jun 2024 16:29:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-04 18:43:36.091666
- Title: Feature Attribution with Necessity and Sufficiency via Dual-stage Perturbation Test for Causal Explanation
- Title(参考訳): 因果説明のための2段階摂動試験による必要十分性および十分性に寄与する特徴
- Authors: Xuexin Chen, Ruichu Cai, Zhengting Huang, Yuxuan Zhu, Julien Horwood, Zhifeng Hao, Zijian Li, Jose Miguel Hernandez-Lobato,
- Abstract要約: FANS(Feature Attribution with Necessity and Sufficiency)を紹介する。
FANSは、この地区内の摂動サンプルが必要かつ十分(PNS)である確率が高く、予測の変化を引き起こすような入力の近傍を見つける。
FANSは6つのベンチマークで既存の属性法より優れていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.485632810973122
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the problem of explainability for machine learning models, focusing on Feature Attribution Methods (FAMs) that evaluate feature importance through perturbation tests. Despite their utility, FAMs struggle to distinguish the contributions of different features, when their prediction changes are similar after perturbation. To enhance FAMs' discriminative power, we introduce Feature Attribution with Necessity and Sufficiency (FANS), which find a neighborhood of the input such that perturbing samples within this neighborhood have a high Probability of being Necessity and Sufficiency (PNS) cause for the change in predictions, and use this PNS as the importance of the feature. Specifically, FANS compute this PNS via a heuristic strategy for estimating the neighborhood and a perturbation test involving two stages (factual and interventional) for counterfactual reasoning. To generate counterfactual samples, we use a resampling-based approach on the observed samples to approximate the required conditional distribution. We demonstrate that FANS outperforms existing attribution methods on six benchmarks. Please refer to the source code via \url{https://github.com/DMIRLAB-Group/FANS}.
- Abstract(参考訳): 本稿では,摂動テストによる特徴量評価を行うFAM(Feature Attribution Methods)に着目し,機械学習モデルの説明可能性の問題について検討する。
実用性にも拘わらず、FAMは摂動後の予測変化が類似している場合、異なる特徴の貢献を区別するのに苦労する。
本研究では,FAMの識別能力を高めるために,FANS(Feature Attribution with Necessity and Sufficiency)を導入し,この領域内の摂動サンプルが,予測の変化の原因となる必要十分かつ十分である確率が高く,このPNSを特徴の重要性として利用する。
具体的には、FANSは、近隣を推定するためのヒューリスティックな戦略と、2段階(現実的および介入的)の対実的推論を含む摂動テストを通じて、このPNSを計算している。
対物サンプルを生成するために, 観測試料に対する再サンプリングに基づくアプローチを用いて, 必要な条件分布を近似する。
FANSは6つのベンチマークで既存の属性法よりも優れていることを示す。
ソースコードは \url{https://github.com/DMIRLAB-Group/FANS} で参照してください。
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