当前位置:首页 > 文章列表 > 科技周边 > 人工智能 > 「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

来源:51CTO.COM 2023-10-25 11:20:46 0浏览 收藏

学习知识要善于思考,思考,再思考!今天golang学习网小编就给大家带来《「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品》,以下内容主要包含等知识点,如果你正在学习或准备学习科技周边,就都不要错过本文啦~让我们一起来看看吧,能帮助到你就更好了!

你是否好奇当一个黑盒深度神经网络 (DNN) 预测下图的时候,图中哪个部分对于输出预测为「击球手」的帮助最大?

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

香港科技大学团队最新的 NeurIPS2023 研究成果给出了他们的答案。

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

  • 论文:https://arxiv.org/abs/2305.10289
  • 项目代码:https://github.com/Jerry00917/samshap

继 Meta 的分割一切 (SAM) 后,港科大团队首次借助 SAM 实现了人类可解读的任意 DNN 模型图像概念解释器:Explain Any Concept (EAC)。

你往往会看到传统的 DNN 图像概念解释器会给出这样的解释 (SuperPixel-Based):

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

但这类输出通常不能完整地将 DNN 对于输入图像里概念的理解表达给人类。

港科大团队首次将具有强大的概念抓取力的 SAM 和博弈论中夏普利公理 (Shapley Value) 结合起来,构建了端对端具有完整概念的模型解释器,并呈现了非常令人惊叹的结果!! 

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

现在,用户只需要将任意 DNN 接入该解释器的 API,EAC 就可以精准地解释出图中哪些概念影响了模型最终的输出。

算法原理

如下图所示,解释一切 EAC 的算法流程图可大体分为三个阶段:1)SAM 概念抓取,2)利用 Per-Input Equivalence (PIE) 模拟目标 DNN 模型,3)通过计算出 PIE 的夏普利公理值得出近似原目标 DNN 的最终概念解释输出。

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

夏普利值实现

在博弈论中,夏普利公理的地位举足轻重。基于它,研究人员可以推算出图片里每一个概念对目标模型输出的贡献值,从而得知哪些概念对于模型预测的帮助最大。不过计算夏普利值所需要的时间复杂度为 O (2^N),这对于几乎任何一个成熟的深度学习模型是灾难性的计算量。

本文为了解决这一问题提出了 Per-Input Equivalence (PIE)轻量型框架。PIE 希望通过一个 surrogate model f' 将原目标 DNN 模型 f 做局部拟合。

PIE 的完整表达式为「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品。这里 f_fc 完全保留了原模型的全连接层,h 是一层线性权重用于模拟 f 的特征提取器,输入 b 为一维 one-hot 对一张目标图片里的概念集 C(由 SAM 生成)的编码。算法通过对 PIE 进行蒙特卡洛估算,就可得出 f^' 对于 f 的近似夏普利值。

文章指出 PIE 的运算十分轻量。在 COCO 标准测试集上,将目标模型设为 ResNet50,平均解释时间仅约为 8.1 秒 / 一张图片。

实验结果

通过给每张测试图逐一添加(Insertion)/ 删除(Deletion)最重要的概念 patch,这两项实验研究者可以直接评估任意解释器在解释目标 DNN 时的表现。

EAC 同时在「添加」和「删除」两项实验中实现了比较优秀的解释效果。

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

以下是 EAC 效果展示和 baseline 对比:

「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品

在文章的最后,团队表示有了 EAC 这项技术,医疗影像,智慧安防等重要的可信机器学习商用应用场景会变的更准确,更可靠。

本篇关于《「解释一切」图像概念解释器来了,港科大团队出品》的介绍就到此结束啦,但是学无止境,想要了解学习更多关于科技周边的相关知识,请关注golang学习网公众号!

版本声明
本文转载于:51CTO.COM 如有侵犯,请联系study_golang@163.com删除
品牌洞察丨蓝色光标李林波:生成式 AI正在重塑营销行业品牌洞察丨蓝色光标李林波:生成式 AI正在重塑营销行业
上一篇
品牌洞察丨蓝色光标李林波:生成式 AI正在重塑营销行业
云网融合打造物联网新范式
下一篇
云网融合打造物联网新范式
查看更多
最新文章
查看更多
课程推荐
  • 前端进阶之JavaScript设计模式
    前端进阶之JavaScript设计模式
    设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
    543次学习
  • GO语言核心编程课程
    GO语言核心编程课程
    本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
    516次学习
  • 简单聊聊mysql8与网络通信
    简单聊聊mysql8与网络通信
    如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
    500次学习
  • JavaScript正则表达式基础与实战
    JavaScript正则表达式基础与实战
    在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
    487次学习
  • 从零制作响应式网站—Grid布局
    从零制作响应式网站—Grid布局
    本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
    485次学习
查看更多
AI推荐
  • PubMedQA数据集详解:生物医学问答基准、功能与应用指南
    PubMedQA
    深入了解PubMedQA生物医学问答数据集,涵盖其核心功能、使用方法及在临床决策、药物研发等场景的应用,助力提升NLP模型性能。
    403次使用
  • H2O EvalGPT:开源LLM大模型评估与排行榜工具
    H2O EvalGPT
    H2O EvalGPT是H2O.ai推出的开源LLM评估平台,提供详细的大模型性能排行榜、行业特定基准测试及A/B测试功能,助您快速选择最适合项目的高性能大语言模型。
    479次使用
  • LMArena是什么?伯克利AI模型评估平台使用指南与功能解析
    LMArena
    LMArena是加州大学伯克利分校推出的AI模型匿名评测平台。通过盲测投票机制,用户可对比不同大模型回答并生成实时排行榜,助力开发者优化模型及用户选择最佳AI工具。
    489次使用
  • 斯坦福HELM:大语言模型Holistic Evaluation整体评估框架详解
    HELM
    深入了解斯坦福推出的HELM(Holistic Evaluation of Language Models)大模型评测体系。本文解析其核心功能、安装配置步骤及应用场景,涵盖准确性、公平性、鲁棒性等多维度指标,助力开发者全面优化语言模型性能。
    436次使用
  • MMBench详解:多模态大模型基准测试、功能特点与使用指南
    MMBench
    MMBench是由上海人工智能实验室等机构联合推出的多模态基准测试平台,提供细粒度能力评估、大规模数据集及VLMEvalKit工具。本文详细介绍其核心功能、安装使用方法及应用场景,助力开发者全面评估多模态模型性能。
    262次使用
微信登录更方便
  • 密码登录
  • 注册账号
登录即同意 用户协议 和 隐私政策
返回登录
  • 重置密码