Integrated Gradients (IG) is a commonly used feature attribution method for deep neural networks. While IG has many desirable properties, the method often produces spurious/noisy pixel attributions in regions that are not related to the predicted class when applied to visual models. While this has been previously noted, most existing solutions are aimed at addressing the symptoms by explicitly reducing the noise in the resulting attributions. In this work, we show that one of the causes of the problem is the accumulation of noise along the IG path. To minimize the effect of this source of noise, we propose adapting the attribution path itself -- conditioning the path not just on the image but also on the model being explained. We introduce Adaptive Path Methods (APMs) as a generalization of path methods, and Guided IG as a specific instance of an APM. Empirically, Guided IG creates saliency maps better aligned with the model's prediction and the input image that is being explained. We show through qualitative and quantitative experiments that Guided IG outperforms other, related methods in nearly every experiment.


翻译:集成梯度(IG)是深神经网络常用的特性归属方法。 虽然IG有许多可取的特性, 但该方法往往在与视觉模型应用时预测的类别无关的区域产生虚假/ 噪音像素属性。 虽然以前已经注意到, 多数现有解决办法的目的是通过明确减少由此产生的特性的噪音来解决症状。 在这项工作中, 我们显示问题的原因之一是在IG路径上聚集噪音。 为了尽量减少这种噪音源的影响, 我们提议调整归属路径本身 -- -- 不仅调整图像上的路径,而且还调整正在解释的模型上的路径。 我们采用适应路径方法(APMs)作为路径方法的一般化, 并引导IG作为APM的一个具体实例。 随机地, 方向IG 绘制突出的地图, 与模型的预测和正在解释的输入图像更加吻合。 我们通过定性和定量实验显示, 引导 IG 超越了几乎所有实验中的其他相关方法。

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