Because of the pervasive usage of Neural Networks in human sensitive applications, their interpretability is becoming an increasingly important topic in machine learning. In this work we introduce a simple way to interpret the output function of a neural network classifier that take as input categorical variables. By exploiting a mapping between a neural network classifier and a physical energy model, we show that in these cases each layer of the network, and the logits layer in particular, can be expanded as a sum of terms that account for the contribution to the classification of each input pattern. For instance, at the first order, the expansion considers just the linear relation between input features and output while at the second order pairwise dependencies between input features are also accounted for. The analysis of the contributions of each pattern, after an appropriate gauge transformation, is presented in two cases where the effectiveness of the method can be appreciated.


翻译:由于神经网络在人类敏感应用中的普遍使用,它们的可解释性正在成为机器学习中一个日益重要的主题。在这项工作中,我们引入了一种简单的方法来解释神经网络分类器的输出功能,该分类器以输入绝对变量作为输入变量。我们利用神经网络分类器和物理能量模型之间的绘图,表明在这些情况下,网络的每个层,特别是对线层,可以扩大为计算对每种输入模式分类的贡献的条件的总和。例如,在第一顺序,扩展仅考虑输入特征和输出之间的线性关系,而在第二顺序,输入特征之间的对等依赖性也得到核算。在适当的测量变换之后,对每种模式的贡献的分析在两种情况下,可以理解方法的有效性。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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