論文の概要: Quantifying Explanation Consistency: The C-Score Metric for CAM-Based Explainability in Medical Image Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.08502v1
- Date: Thu, 09 Apr 2026 17:47:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-10 18:34:06.05432
- Title: Quantifying Explanation Consistency: The C-Score Metric for CAM-Based Explainability in Medical Image Classification
- Title(参考訳): 説明整合性の定量化:医用画像分類におけるCAMによる説明可能性尺度
- Authors: Kabilan Elangovan, Daniel Ting,
- Abstract要約: CAM(Class Activation Mapping)法は、医用画像における深層学習分類器の視覚的説明を生成するために広く用いられている。
既存の評価フレームワークは、ラジオロジストアノテーションに対する局所化忠実度を用いて、説明が正しいかどうかを評価する。
Cスコア(Consistency Score, Consistency Score, C-Score, C-Score, C-Score, C-Score, C-Score, C-Score, C-Score)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.127836966483091
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Class Activation Mapping (CAM) methods are widely used to generate visual explanations for deep learning classifiers in medical imaging. However, existing evaluation frameworks assess whether explanations are correct, measured by localisation fidelity against radiologist annotations, rather than whether they are consistent: whether the model applies the same spatial reasoning strategy across different patients with the same pathology. We propose the C-Score (Consistency Score), a confidence-weighted, annotation-free metric that quantifies intra-class explanation reproducibility via intensity-emphasised pairwise soft IoU across correctly classified instances. We evaluate six CAM techniques: GradCAM, GradCAM++, LayerCAM, EigenCAM, ScoreCAM, and MS GradCAM++ across three CNN architectures (DenseNet201, InceptionV3, ResNet50V2) over thirty training epochs on the Kermany chest X-ray dataset, covering transfer learning and fine-tuning phases. We identify three distinct mechanisms of AUC-consistency dissociation, invisible to standard classification metrics: threshold-mediated gold list collapse, technique-specific attribution collapse at peak AUC, and class-level consistency masking in global aggregation. C-Score provides an early warning signal of impending model instability. ScoreCAM deterioration on ResNet50V2 is detectable one full checkpoint before catastrophic AUC collapse and yields architecture-specific clinical deployment recommendations grounded in explanation quality rather than predictive ranking alone.
- Abstract(参考訳): CAM(Class Activation Mapping)法は、医用画像における深層学習分類器の視覚的説明を生成するために広く用いられている。
しかし、既存の評価フレームワークでは、同じ病態を持つ異なる患者に対して同じ空間的推論戦略を適用しているかどうかを、ラジオロジスティクスアノテーションに対する局所化忠実度によって評価する。
そこで我々は,C-Score(Consistency Score)を提案する。C-Score(Consistency Score)は信頼度重み付き,アノテーションを含まないメトリクスで,クラス内説明再現性の定量化を行う。
我々は,3つのCNNアーキテクチャ(DenseNet201,InceptionV3,ResNet50V2)にわたるGradCAM,GradCAM++,LayerCAM,EigenCAM,ScoreCAM,MS GradCAM++の6つのCAM技術を評価する。
我々は,AUC-一貫性の解離の3つのメカニズムを同定し,標準分類指標には見えない,しきい値によるゴールドリスト崩壊,ピークAUCにおける技術固有の帰属崩壊,グローバルアグリゲーションにおけるクラスレベルの一貫性マスキングの3つのメカニズムを同定した。
C-Scoreは、差し迫ったモデルの不安定性の早期警告信号を提供する。
ResNet50V2のスコアCAM劣化は、破滅的なAUC崩壊の前に1つの完全なチェックポイントを検出し、予測ランキングのみではなく、説明品質に基づくアーキテクチャ固有の臨床展開推奨を与える。
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