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机器学习模型的可解释性算法汇总!

深度学习基础与进阶  · 公众号  ·  · 2024-08-21 15:30
    

主要观点总结

本文介绍了六种用于提高机器学习模型可解释性的技术,包括Partial Dependence Plot (PDP)、Individual Conditional Expectation (ICE)、Permuted Feature Importance、Global Surrogate、Local Surrogate (LIME)和Shapley Value (SHAP)。文章详细解释了每种技术的原理、优点和缺点,以及它们如何帮助理解机器学习模型的预测过程。

关键观点总结

关键观点1: 六种可解释性技术介绍

文章介绍了六种常用的机器学习模型可解释性技术,包括PDP、ICE、Permuted Feature Importance、Global Surrogate、LIME和SHAP。每种技术都有其独特的优点和缺点,适用于不同的应用场景。

关键观点2: PDP和ICE的异同

PDP和ICE都是用于解释机器学习模型预测过程中特征变化影响的可视化工具。PDP显示特征的平均效应,而ICE则显示每个实例的效应。两者可以相互补充,帮助研究人员更好地理解模型的预测行为。

关键观点3: Permuted Feature Importance的原理

Permuted Feature Importance通过打乱特征值后模型预测误差的变化来衡量特征的重要性。这种方法有助于确定哪些特征对模型的预测结果贡献最大。

关键观点4: Global Surrogate和Local Surrogate的区别

Global Surrogate通过训练一个可解释的模型来近似黑盒模型的预测,而Local Surrogate则训练可解释的模型来近似单个预测。两者在应用场景和解释方式上有所不同。

关键观点5: LIME的原理和应用

LIME通过训练局部加权线性模型来近似单个预测,尝试了解数据样本的扰乱如何影响预测结果。这种方法有助于解释特定预测背后的原因。

关键观点6: SHAP的概念和特点

SHAP基于博弈论中的Shapley Value概念,将实例的每个特征值视为游戏中的“玩家”,通过衡量每个特征的贡献来解释预测结果。SHAP具有可加性和局部准确性等特点。


文章预览

 模型可解释性汇总 简 介 目前很多机器学习模型可以做出非常好的预测,但是它们并不能很好地解释他们是如何进行预测的,很多数据科学家都很难知晓为什么该算法会得到这样的预测结果。这是非常致命的,因为如果我们无法知道某个算法是如何进行预测,那么我们将很难将其前一道其它的问题中,很难进行算法的debug。 本文介绍目前常见的几种可以提高机器学习模型的可解释性的技术,包括它们的相对优点和缺点。我们将其分为下面几种: Partial Dependence Plot (PDP); Individual Conditional Expectation (ICE) Permuted Feature Importance Global Surrogate Local Surrogate (LIME) Shapley Value (SHAP) 六大可解释性技术 01 Partial Dependence Plot (PDP) PDP是十几年之前发明的,它可以显示一个或两个特征对机器学习模型的预测结果的边际效应。它可以帮助研究人员确定当大量特征调整时, ………………………………

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