論文の概要: GroupSegment-SHAP: Shapley Value Explanations with Group-Segment Players for Multivariate Time Series
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.06114v1
- Date: Sat, 03 Jan 2026 14:59:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-13 19:08:00.583083
- Title: GroupSegment-SHAP: Shapley Value Explanations with Group-Segment Players for Multivariate Time Series
- Title(参考訳): GroupSegment-SHAP:多変量時系列のためのGroup-Segment PlayerによるShapley Value Explanations
- Authors: Jinwoong Kim, Sangjin Park,
- Abstract要約: GroupSegment SHAPは、クロス変数依存と時間経過による分散シフトに基づいて、グループセグメントプレーヤとして説明ユニットを構築する。
実世界の4つの領域(人的活動認識、電力系統予測、医療信号分析、金融時系列)でGS-SHAPを評価した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.5795275871379704
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multivariate time-series models achieve strong predictive performance in healthcare, industry, energy, and finance, but how they combine cross-variable interactions with temporal dynamics remains unclear. SHapley Additive exPlanations (SHAP) are widely used for interpretation. However, existing time-series variants typically treat the feature and time axes independently, fragmenting structural signals formed jointly by multiple variables over specific intervals. We propose GroupSegment SHAP (GS-SHAP), which constructs explanatory units as group-segment players based on cross-variable dependence and distribution shifts over time, and then quantifies each unit's contribution via Shapley attribution. We evaluate GS-SHAP across four real-world domains: human activity recognition, power-system forecasting, medical signal analysis, and financial time series, and compare it with KernelSHAP, TimeSHAP, SequenceSHAP, WindowSHAP, and TSHAP. GS-SHAP improves deletion-based faithfulness (DeltaAUC) by about 1.7x on average over time-series SHAP baselines, while reducing wall-clock runtime by about 40 percent on average under matched perturbation budgets. A financial case study shows that GS-SHAP identifies interpretable multivariate-temporal interactions among key market variables during high-volatility regimes.
- Abstract(参考訳): 多変量時系列モデルは、医療、産業、エネルギー、ファイナンスにおいて強力な予測性能を達成するが、どのようにして時間的ダイナミクスと相互変数間の相互作用を組み合わせているかははっきりしない。
SHAP (SHapley Additive exPlanations) は解釈に広く使われている。
しかし、既存の時系列変種は、通常、特徴と時間軸を独立に扱い、特定の間隔で複数の変数によって共同で形成される構造信号を断片化する。
本稿では,多変量依存に基づく説明ユニットをグループ分割プレイヤーとして構成するグループ分割SHAP(GS-SHAP)を提案し,各ユニットの寄与度をShapley属性を用いて定量化する。
実世界の4つの領域(人的活動認識、電力系統予測、医療信号分析、金融時系列)でGS-SHAPを評価し、KernelSHAP、TimeSHAP、SequenceSHAP、WindowSHAP、TSHAPと比較した。
GS-SHAPは、削除に基づく忠実度(DeltaAUC)を、時系列SHAPベースラインで平均1.7倍改善し、ウォールクロックランタイムを、一致した摂動予算で平均40%削減する。
金融ケーススタディによれば、GS-SHAPは、高ボラティリティ体制下で鍵市場変数間の解釈可能な多変量時間相互作用を識別する。
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