The performance of convolutional neural networks has continued to improve over the last decade. At the same time, as model complexity grows, it becomes increasingly more difficult to explain model decisions. Such explanations may be of critical importance for reliable operation of human-machine pairing setups, or for model selection when the "best" model among many equally-accurate models must be established. Saliency maps represent one popular way of explaining model decisions by highlighting image regions models deem important when making a prediction. However, examining salience maps at scale is not practical. In this paper, we propose five novel methods of leveraging model salience to explain a model behavior at scale. These methods ask: (a) what is the average entropy for a model's salience maps, (b) how does model salience change when fed out-of-set samples, (c) how closely does model salience follow geometrical transformations, (d) what is the stability of model salience across independent training runs, and (e) how does model salience react to salience-guided image degradations. To assess the proposed measures on a concrete and topical problem, we conducted a series of experiments for the task of synthetic face detection with two types of models: those trained traditionally with cross-entropy loss, and those guided by human salience when training to increase model generalizability. These two types of models are characterized by different, interpretable properties of their salience maps, which allows for the evaluation of the correctness of the proposed measures. We offer source codes for each measure along with this paper.


翻译:Abstract: 卷积神经网络在过去十年中的性能一直在提高。同时,随着模型复杂度的增加,越来越难以解释模型的决策。这种解释对于可靠操作人机配对设置或在许多同等准确的模型中选择“最佳”模型时可能非常重要。显著性图是一种流行的解释模型决策的方式,它可以突出显示模型在进行预测时认为重要的图像区域。然而,大规模检查显著性图并不实际。在本文中,我们提出了五种利用模型显著性在大规模解释模型行为的新方法。这些方法包括:(a)模型显著性图的平均熵是多少;(b)当输入集外样本时,模型显著性会发生什么变化;(c)模型显著性如何跟随几何变换变化;(d)在独立训练运行之间,模型显著性的稳定性如何;(e)显著性引导图像降级时模型显著性会有何反应等。为了评估所提出的措施在具体而有趣的合成人脸检测任务上的表现,我们使用了两种模型类型:传统的交叉熵损失训练的模型和在训练时受人类显著性引导以提高模型的泛化性能的模型。这两种模型具有不同的显著性图解释属性,这使得对所提出措施的正确性进行了评估。本文提供了每个措施的源代码。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
百篇论文纵览大型语言模型最新研究进展
专知会员服务
69+阅读 · 2023年3月31日
【AAAI2021】可解释图胶囊网络物体检测
专知会员服务
28+阅读 · 2021年1月4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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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 · 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 · 2008年12月31日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
17+阅读 · 2019年10月30日
VIP会员
相关VIP内容
百篇论文纵览大型语言模型最新研究进展
专知会员服务
69+阅读 · 2023年3月31日
【AAAI2021】可解释图胶囊网络物体检测
专知会员服务
28+阅读 · 2021年1月4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
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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 · 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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员