Deep learning has become a one-size-fits-all solution for technical and business domains thanks to its flexibility and adaptability. It is implemented using opaque models, which unfortunately undermines the outcome trustworthiness. In order to have a better understanding of the behavior of a system, particularly one driven by time series, a look inside a deep learning model so-called posthoc eXplainable Artificial Intelligence (XAI) approaches, is important. There are two major types of XAI for time series data, namely model-agnostic and model-specific. Model-specific approach is considered in this work. While other approaches employ either Class Activation Mapping (CAM) or Attention Mechanism, we merge the two strategies into a single system, simply called the Temporally Weighted Spatiotemporal Explainable Neural Network for Multivariate Time Series (TSEM). TSEM combines the capabilities of RNN and CNN models in such a way that RNN hidden units are employed as attention weights for the CNN feature maps temporal axis. The result shows that TSEM outperforms XCM. It is similar to STAM in terms of accuracy, while also satisfying a number of interpretability criteria, including causality, fidelity, and spatiotemporality.


翻译:深层学习因其灵活性和适应性而成为技术和商业领域的一个一刀切的解决办法。它使用不透明的模型,不幸地破坏了结果的可信任性。为了更好地了解一个系统的行为,特别是由时间序列驱动的系统,在深层学习模型中查看所谓的“后热可氧化人工智能(XAI)”方法非常重要。对于时间序列数据,有两种主要类型的XAI,即模型-不可知性和模型特异性。在这项工作中考虑了模型特有方法。其他方法要么采用分类活动映射(CAM),要么采用注意机制。我们把两种战略合并为一个单一系统,简单称为“TESEM ” ( TSEM ) 。 TSEM 将RNN 和CNN 模型的能力结合起来, 其方式是将RNN 隐藏的单位用作CNN 特征绘制时间轴的注意重量。结果显示, TSEM 超越 XCM 。它与STAM 相似, 其准确性是真实性和可理解性, 同时也满足了因果关系的标准, 包括因果关系。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月13日
VIP会员
相关资讯
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员