論文の概要: E-TCAV: Formalizing Penultimate Proxies for Efficient Concept Based Interpretability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.10261v1
- Date: Mon, 11 May 2026 09:25:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-12 23:28:50.694046
- Title: E-TCAV: Formalizing Penultimate Proxies for Efficient Concept Based Interpretability
- Title(参考訳): E-TCAV:効率的な概念に基づく解釈可能性のための形式化Pultimate Proxies
- Authors: Hasib Aslam, Muhammad Ali Chattha, Muhammad Taha Mukhtar, Muhammad Imran Malik, Andreas Dengel, Sheraz Ahmed,
- Abstract要約: TCAV (Testing with Concept Activation Vectors) は、解釈可能な方法である。
TCAVは計算オーバーヘッド、TCAVスコアの層間不一致、統計的不安定さに悩まされている。
E-TCAVは、TCAVスコアの効率的な近似のためのフレームワークである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.496864934809427
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: TCAV (Testing with Concept Activation Vectors) is an interpretability method that assesses the alignment between the internal representations of a trained neural network and human-understandable, high-level concepts. Though effective, TCAV suffers from significant computational overhead, inter-layer disagreement of TCAV scores, and statistical instability. This work takes a step toward addressing these challenges by introducing E-TCAV, a framework for efficient approximation of TCAV scores, which is based on extensive investigation into three key aspects of the TCAV methodology: 1) the effect of latent classifiers on the stability of TCAV scores, 2) the inter-layer agreement of TCAV scores, and 3) the use of the penultimate layer as a fast proxy for earlier layers for TCAV computation. To ensure a solid foundation for E-TCAV, we conduct extensive evaluations across four different architectures and five datasets, encompassing problems from both computer vision and natural language domains. Our results show that the layers in the final block of the neural network strongly agree with the penultimate layer in terms of the TCAV scores, and the commonly observed variance of the TCAV scores can be attributed to the choice of the latent classifier. Leveraging this inter-layer agreement and the degeneracy of directional sensitivities at the penultimate layer, E-TCAV guarantees linearly scaling speed-ups with respect to the network's size and the number of evaluation samples, marking a step towards efficient model debugging and real-time concept-guided training.
- Abstract(参考訳): TCAV(Testing with Concept Activation Vectors)は、トレーニングされたニューラルネットワークの内部表現と人間の理解可能な高レベルな概念とのアライメントを評価する、解釈可能性の手法である。
有効ではあるが、TCAVは計算上のオーバーヘッド、TCAVスコアの層間不一致、統計的不安定さに悩まされている。
この研究は、TCAV方法論の3つの重要な側面を広範囲に調査したTCAVスコアを効率的に近似するフレームワークであるE-TCAVを導入することで、これらの課題に対処するための一歩を踏み出した。
1)TCAVスコアの安定性に及ぼす潜時分類器の影響
2)TCAVスコアの層間合意、及び
3)TCAV計算において,初期レイヤの高速プロキシとしてペナルティ層が使用される。
E-TCAVの確固たる基盤を確保するため、4つの異なるアーキテクチャと5つのデータセットにまたがって広範な評価を行い、コンピュータビジョンと自然言語ドメインの両方の問題を含む。
以上の結果から, ニューラルネットワークの最終ブロックの層は, TCAVスコアの観点からは最下位層と強く一致しており, 一般に観測されるTCAVスコアのばらつきは潜在型分類器の選択によるものと考えられる。
E-TCAVは、この層間合意と、垂直層における方向性の感度の縮退を利用して、ネットワークのサイズと評価サンプルの数に関して線形にスピードアップを保証し、効率的なモデルデバッグとリアルタイムな概念誘導トレーニングへの一歩を踏み出した。
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