The joint optimization of the reconstruction and classification error is a hard non convex problem, especially when a non linear mapping is utilized. In order to overcome this obstacle, a novel optimization strategy is proposed, in which a Convolutional Autoencoder for dimensionality reduction and a classifier composed by a Fully Connected Network, are combined to simultaneously produce supervised dimensionality reduction and predictions. It turned out that this methodology can also be greatly beneficial in enforcing explainability of deep learning architectures. Additionally, the resulting Latent Space, optimized for the classification task, can be utilized to improve traditional, interpretable classification algorithms. The experimental results, showed that the proposed methodology achieved competitive results against the state of the art deep learning methods, while being much more efficient in terms of parameter count. Finally, it was empirically justified that the proposed methodology introduces advanced explainability regarding, not only the data structure through the produced latent space, but also about the classification behaviour.


翻译:联合优化重建和分类错误是一个困难的、非隐性的问题,特别是在使用非线性绘图时。为了克服这一障碍,提出了新的优化战略,其中将一个用于减少维度的革命自动编码器和一个由完全连接的网络组成的分类器结合起来,同时产生有监督的维度减少和预测。最后,这一方法还大有助于加强深层学习结构的解释性。此外,由此产生的用于分类任务的冷藏空间,可以用来改进传统的、可解释的分类算法。实验结果表明,拟议方法取得了优于先进深层学习方法的竞争结果,同时在参数计数方面效率更高。最后,从经验上说,拟议方法不仅对通过生成的潜在空间的数据结构,而且对分类行为提出了先进的解释性,不仅对通过生成的潜在空间的数据结构,而且对分类行为。

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