AAAIFeb, 2023

通过端到端解释深入理解概念瓶颈模型

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TL;DR本文研究对于 Concept Bottleneck Models（CBMs）中的输入特征与概念向量之间的关联性，以及如何使用 Layer-wise Relevance Propagation（LRP）、Integrated Gradients（IG）等方法来解释 CBMs 的输出结果，提出了用权重比例来衡量概念重要性的新方法。
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发现论文，激发创造
  • 我们能约束概念瓶颈模型学习语义有意义的输入特征吗？

    概念瓶颈模型是一种具有内在可解释性的模型，本文研究了如何通过细粒度概念注释的数据集学习概念，并通过移除问题概念相关性来实现概念与输入特征之间的语义映射，通过引入基于纸牌领域的合成图像数据集作为未来研究的基准，以及在胸部 X 光数据集上的实证研究来验证概念在实际应用中的可学习性。

    Feb, 2024

  • 概念瓶颈模型是否遵循局部性？

    CBMs 在局部和相似度方面无法准确捕捉概念的条件独立性，这对于 CBMs 学习的概念表示的质量以及基于概念的解释的鲁棒性产生了质疑。

    Jan, 2024

  • 随机概念瓶颈模型

    通过建模概念间的依赖关系并引入分布参数化，提出了一种基于概念瓶颈模型的新方法，通过影响相关概念来提高干预效果，并展示了其在合成表格和自然图像数据集上显著提高干预效果的经验证据，同时还通过对 CLIP 推导的概念进行检验来展示 SCBMs 的多功能性和可用性，减少了人工概念注释的需求。

    Jun, 2024

  • 事后概念瓶颈模型

    本研究介绍后续概念瓶颈模型（PCBM），它可以将任何神经网络转换为具有解释性的概念瓶颈模型，无需在训练数据中密集注释概念，同时保持模型性能和解释性优势。PCBM 还可以从其他数据集或自然语言描述中通过多模式模型转移概念，从而实现全局模型编辑。通过用户研究表明，通过概念层反馈编辑 PCBM 可以在不使用目标域或模型重新训练的数据的情况下，显著提高性能。

    May, 2022

  • 交互式概念瓶颈模型

    该研究提出一种交互式的 CBMs 模型，通过在预测过程中询问人类协作者对于某些概念的标签来提升最终预测准确率，并通过性能比较证明该模型相较于其他方法更为优越。

    Dec, 2022

  • 学习可推广基于概念的模型的辅助损失

    我们通过引入概念瓶颈模型（CBMs）和合作 - 概念瓶颈模型（coop-CBM）以及概念正交损失（COL），在各种分布转移设置下的实验中，提出了一种提高神经网络透明度和性能的方法。

    Nov, 2023

  • 基于能量的概念瓶颈模型：预测、概念干预和条件解释的统一

    我们提出了基于能量的概念瓶颈模型（ECBMs），通过使用一组神经网络定义候选（输入、概念、类别）元组的联合能量，以解决现有概念瓶颈模型存在的限制，提供更高的准确性和更丰富的概念解释。

    Jan, 2024

  • 稀疏线性概念发现模型

    通过对比性语言图像模型和单一稀疏线性层，我们提出了一个简单而直观的可解释框架，通过基于贝叶斯推理的数据驱动伯努利分布来实现框架中的稀疏性，相比相关方法，在准确性和每个样本概念稀疏性方面均表现出色，为新概念的个体研究提供便利。

    Aug, 2023

  • 增量残差概念瓶颈模型

    我们提出了递增残差概念瓶颈模型（Res-CBM），以解决概念完整性的挑战。通过优化向量来完成缺失的概念，并将不明确含义的补充向量转化为候选概念库中的潜在概念，以增强任何 CBM 的性能。实验结果表明，Res-CBM 在准确性和效率方面优于当前最先进的方法，并在多个数据集上实现了与黑盒模型相当的性能。

    Apr, 2024

  • 瓶颈模型中的跨模式概念化

    通过跨模态学习方法，我们在训练中使用文本描述来指导概念的引入，以产生可解释的概念，提高模型的健壮性。

    Oct, 2023