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2022-05-18 16:14:26 +08:00
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@@ -110,17 +110,7 @@ TCAV就可以通过计算类$k$的具有正$S_{C,k,l}$s的样本的比率来
$$\textbf{TCAV}_{Q_{C,k,l}}=\frac{\vert \{\mathbf{x}\in X_{k}:S_{C,k,l}(\mathbf{x})>0\}\vert}{\vert X_{k}\vert}
\label{eq:TCAV}$$
结合$t$-分布假设方法,如果$\textbf{TCAV}_{Q_{C,k,l}}$大于0.5,则表明概念$C$对类$k$有重大影响。
= \[rectangle, minimum height=2.5cm, text width=2.4cm, text centered,
draw=black, font=\] = \[thick,-&gt;,&gt;=stealth\]
(step1) \[startstop\] [收集一个概念的正负样本]{}; (step2) \[startstop,
right of=step1\] [输入正负样模型获取中间层的激活]{}; (step3)
\[startstop, right of=step2\] [通过线性回归获取 CAVs]{}; (step4)
\[startstop, right of=step3\] [计算TCAV分值]{};
(step1) (step2); (step2) (step3); (step3) (step4);
结合$$t$$-分布假设方法,如果$$\textbf{TCAV}_{Q_{C,k,l}}$$大于0.5,则表明概念$$C$$对类$$k$$有重大影响。
![TCAV流程(图片来源于 :cite:`2020tkde_li`)](../img/ch11/xai_tcav.png)
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@@ -132,16 +122,16 @@ right of=step1\] [输入正负样模型获取中间层的激活]{}; (step3)
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:label:`tb_net`
TB-Net的框架如图 :numref:`tb_net`所示:其中,Step代表步骤historical代表历史记录在图谱中的节点。Path extraction代表路径抽取embedding propagation代表图嵌入向量传导技术R代表关系矩阵e代表图谱中的实体节点pair block代表物品配对块user response代表用户兴趣反馈向量update代表更新词向量concat代表拼接计算。步骤1TB-Net得到目标项$\tau$,用户$u$和该用户的子图。子图是通过历史点击项集合$I_u$蓝色部分来构建生成步骤2连接$\tau$和$I_u$之间的路径提取路径作为双向嵌入传播网络TB-Net的输入。词向量的计算从路径的左侧和右侧传播到中间节点图中的绿色节点步骤3,计算左右两个流向的向量汇集到同一中间实体的概率。概率用于表示用户对中间实体的喜好程度,并作为解释的依据步骤4TB-Net同时输出推荐结果和具有语义级别的解释。
TB-Net的框架如图 :numref:`tb_net`所示:其中,$i_c$代表待推荐物品,$h_n$代表历史记录中用户交互的物品,$r$和$e$代表图谱中的关系relation和实体entity它们的向量化表达拼接在一起形成关系矩阵和实体矩阵。首先TB-Net通过$i_c$和$h_n$的相同特征值来构建用户$u$的子图谱,每一对$i_c$和$h_n$都由关系和实体所组成的路径来连接。然后TB-Net的路径双向传导方法将物品、实体和关系向量的计算从路径的左侧和右侧分别传播到中间节点,计算左右两个流向的向量汇集到同一中间实体的概率。概率用于表示用户对中间实体的喜好程度,并作为解释的依据。最后TB-Net识别子图谱中关键路径(即关键实体和关系),输出推荐结果和具有语义级别的解释。
以游戏推荐为场景,随机对一个用户推荐新的游戏,如图 :numref:`xai_kg_recommendataion`所示其中Half-Life, DOTA 2, Team Fortress 2等为游戏名称。关系属性中game.year 代表游戏发行年份game.genres代表游戏属性game.developer代表游戏的开发商game.categories代表游戏分类。属性节点中MOBA代表多人在线战术竞技游戏valve代表威尔乌游戏公司action代表动作类Multi-player代表多人游戏Valve Anti-Cheat enabled代表威尔乌防作弊类Free代表免费Cross-Platform代表跨平台。边的游戏是从训练数据中选取的评分项。而测试数据中正确推荐的游戏是“Team Fortress 2”。
以游戏推荐为场景,随机对一个用户推荐新的游戏,如图 :numref:`xai_kg_recommendation`所示其中Half-Life, DOTA 2, Team Fortress 2等为游戏名称。关系属性中game.year 代表游戏发行年份game.genres代表游戏属性game.developer代表游戏的开发商game.categories代表游戏分类。属性节点中MOBA代表多人在线战术竞技游戏Valve代表威尔乌游戏公司Action代表动作类Multi-player代表多人游戏Valve Anti-Cheat enabled代表威尔乌防作弊类Free代表免费Cross-Platform代表跨平台。边的游戏是用户历史记录中玩过的游戏。而测试数据中正确推荐的游戏是“Team Fortress 2”。
![Steam游戏推荐可解释示例 (用户玩过的游戏: Half-Life, DOAT 2. 推荐命中的游戏: “Team Fortress 2”。具有属性信息的节点如game.geners: Action, free-to-play; game.developer: Valve; game.categories:
Multiplayer, MOBA.](../img/ch11/xai_kg_recommendataion.png)
Multiplayer, MOBA.](../img/ch11/xai_kg_recommendation.png)
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:label:`xai_kg_recommendataion`
:label:`xai_kg_recommendation`
在图 :numref:`xai_kg_recommendataion`有两个突出显示的相关概率38.6%, 21.1%),它们是在推荐过程中模型计算的路径被激活的概率。实线箭头突出显示从“Team Fortress 2”到历史项目“Half-Life”之间的路径。它表明TB-Net能够通过各种关系连接向用户推荐物品出关键因素作为解释。因此将“Team Fortress 2”推荐给用户的解释可以翻译成固定话术“Team Fortress 2”是游戏公司“Valve”开发的一款动作类、多人在线、射击类“action”电子游戏。这与用户历史玩过的游戏“Half-Life”有高度关联。
在图 :numref:`xai_kg_recommendation`有两个突出显示的相关概率38.6%, 21.1%),它们是在推荐过程中模型计算的关键路径被激活的概率。红色箭头突出显示从“Team Fortress 2”到历史项目“Half-Life”之间的关键路径。它表明TB-Net能够通过各种关系连接向用户推荐物品出关键路径作为解释。因此将“Team Fortress 2”推荐给用户的解释可以翻译成固定话术“Team Fortress 2”是游戏公司“Valve”开发的一款动作类、多人在线、射击类电子游戏。这与用户历史玩过的游戏“Half-Life”有高度关联。
## 未来可解释AI

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@@ -692,7 +692,7 @@ numpages = {22}
}
@misc{kim2018interpretability,
title={Interpretability Beyond Feature Attribution: Quantitative Testing with Concept Activation Vectors (TCAV)},
title={Interpretability Beyond Feature Attribution: Quantitative Testing with Concept Activation Vectors (TCAV)},
author={Been Kim and Martin Wattenberg and Justin Gilmer and Carrie Cai and James Wexler and Fernanda Viegas and Rory Sayres},
year={2018},
eprint={1711.11279},
@@ -1486,4 +1486,4 @@ series = {EuroSys '22}
author={Jiankai Sun and Shreyas Kousik and David Fridovich-Keil and Mac Schwager},
journal={arXiv preprint},
year={2022}
}
}