Scores based on Shapley values are widely used for providing explanations to classification results over machine learning models. A prime example of this is the influential SHAP-score, a version of the Shapley value that can help explain the result of a learned model on a specific entity by assigning a score to every feature. While in general computing Shapley values is a computationally intractable problem, it has recently been claimed that the SHAP-score can be computed in polynomial time over the class of decision trees. In this paper, we provide a proof of a stronger result over Boolean models: the SHAP-score can be computed in polynomial time over deterministic and decomposable Boolean circuits. Such circuits, also known as tractable Boolean circuits, generalize a wide range of Boolean circuits and binary decision diagrams classes, including binary decision trees, Ordered Binary Decision Diagrams (OBDDs) and Free Binary Decision Diagrams (FBDDs). We also establish the computational limits of the notion of SHAP-score by observing that, under a mild condition, computing it over a class of Boolean models is always polynomially as hard as the model counting problem for that class. This implies that both determinism and decomposability are essential properties for the circuits that we consider, as removing one or the other renders the problem of computing the SHAP-score intractable (namely, #P-hard).


翻译:以 Shapley 值为基础的分数被广泛用于解释机器学习模型的分类结果。 这方面的一个典型例子是有影响力的 SHAP- score, 这是一种有助于通过给每个特性分配分数来解释特定实体的学习模型结果的版本的 Shamley 值。 虽然在一般计算 Shapley 值时, 是一个难以计算的问题, 但最近有人声称 SHAP- score 可以在决定树类的多音时段中计算。 在本文中, 我们提供了一个比 Boolean 模型更强的结果的证明: SHAP- Score 可以在确定性和非兼容性布尔兰电路的多元时间里计算 。 这种电路, 也被称为可移动的 Boolean 电路, 概括广泛的布利昂电路和二进式决策图类, 包括二进制决定树、 定的 Binary 判分解 和 Free Binary 判分解 对话框( FBDDDs ) 。 我们还确定了SHAP- screcrecreal- core lavealticol- call call 概念的计算限制值限制值, 范围, 范围可以超越Shadcreal- colver 范围, 通过观察一个模型, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 和一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, 一种模拟, roduding the modecolvercolver- colvercolvercolvercolvercolver lad ladal lad lad 一种模拟, ladsld lads lads lad lad lad 一种模拟, ladal ladal lad ladal lad 一种 一种 一种 一种 一种 一种 一种 一种 一种, 一种 一种 一种 一种 一种 一种 一种 一种 一种, 一种, lad 一种, 一种, 一种, 一种, 一种

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