論文の概要: TIMING: Temporality-Aware Integrated Gradients for Time Series Explanation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.05035v1
- Date: Thu, 05 Jun 2025 13:40:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-06 21:53:49.736028
- Title: TIMING: Temporality-Aware Integrated Gradients for Time Series Explanation
- Title(参考訳): TIMING:時系列記述のための時間性を考慮した統合的勾配
- Authors: Hyeongwon Jang, Changhun Kim, Eunho Yang,
- Abstract要約: 従来の統合勾配(IG)は、予測に正と負の両方の影響のある臨界点を効果的に捉える。
これらの課題を克服するために、TIMingを導入し、その理論的特性を維持しながら時間的認識を取り入れてIGを強化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 30.866780156914512
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent explainable artificial intelligence (XAI) methods for time series primarily estimate point-wise attribution magnitudes, while overlooking the directional impact on predictions, leading to suboptimal identification of significant points. Our analysis shows that conventional Integrated Gradients (IG) effectively capture critical points with both positive and negative impacts on predictions. However, current evaluation metrics fail to assess this capability, as they inadvertently cancel out opposing feature contributions. To address this limitation, we propose novel evaluation metrics-Cumulative Prediction Difference (CPD) and Cumulative Prediction Preservation (CPP)-to systematically assess whether attribution methods accurately identify significant positive and negative points in time series XAI. Under these metrics, conventional IG outperforms recent counterparts. However, directly applying IG to time series data may lead to suboptimal outcomes, as generated paths ignore temporal relationships and introduce out-of-distribution samples. To overcome these challenges, we introduce TIMING, which enhances IG by incorporating temporal awareness while maintaining its theoretical properties. Extensive experiments on synthetic and real-world time series benchmarks demonstrate that TIMING outperforms existing time series XAI baselines. Our code is available at https://github.com/drumpt/TIMING.
- Abstract(参考訳): 時系列の最近の説明可能な人工知能(XAI)手法は、主にポイントワイドの帰属度を推定する一方で、予測に対する方向性の影響を見越して、重要な点の最適下同定に繋がる。
分析の結果,従来の統合グラディエント(IG)は,肯定的および否定的な影響が予測に与える影響を効果的に捉えていることがわかった。
しかしながら、現在の評価基準では、反対の機能コントリビューションを不注意にキャンセルするため、この機能の評価に失敗している。
この制限に対処するため, 時系列XAIにおける有意な正および負の点を正確に識別する属性法を系統的に評価するために, 新しい評価指標である累積予測差(CPD)と累積予測保存(CPP)を提案する。
これらの指標の下では、従来のIGは最近のIGよりも優れています。
しかし、IGを時系列データに直接適用すると、生成されたパスは時間的関係を無視し、配布外サンプルを導入するため、最適以下の結果をもたらす可能性がある。
これらの課題を克服するために、TIMingを導入し、その理論的特性を維持しながら時間的認識を取り入れてIGを強化する。
合成および実世界の時系列ベンチマークに関する大規模な実験は、TIMingが既存の時系列XAIベースラインより優れていることを示した。
私たちのコードはhttps://github.com/drumpt/TIMING.comで公開されています。
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