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Enregistrement W4292470341 · doi:10.1111/exsy.13118

Subgroup mining for performance analysis of regression models

2022· article· en· W4292470341 sur OpenAlexaff
João Pimentel, Paulo J. Azevedo, Luı́s Torgo

Notice bibliographique

RevueExpert Systems · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueExplainable Artificial Intelligence (XAI)
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceRelevance (law)Machine learningRegression analysisBoosting (machine learning)Multivariate statisticsArtificial intelligenceRegressionData miningAsk priceField (mathematics)Statistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Machine learning algorithms have shown several advantages compared to humans, namely in terms of the scale of data that can be analysed, delivering high speed and precision. However, it is not always possible to understand how algorithms work. As a result of the complexity of some algorithms, users started to feel the need to ask for explanations, boosting the relevance of Explainable Artificial Intelligence. This field aims to explain and interpret models with the use of specific analytical methods that usually analyse how their predicted values and/or errors behave. While prediction analysis is widely studied, performance analysis has limitations for regression models. This paper proposes a rule‐based approach, Error Distribution Rules (EDRs), to uncover atypical error regions, while considering multivariate feature interactions without size restrictions. Extracting EDRs is a form of subgroup mining. EDRs are model agnostic and a drill‐down technique to evaluate regression models, which consider multivariate interactions between predictors. EDRs uncover regions of the input space with deviating performance providing an interpretable description of these regions. They can be regarded as a complementary tool to the standard reporting of the expected average predictive performance. Moreover, by providing interpretable descriptions of these specific regions, EDRs allow end users to understand the dangers of using regression tools for some specific cases that fall on these regions, thaṯ is, they improve the accountability of models. The performance of several models from different problems was studied, showing that our proposal allows the analysis of many situations and direct model comparison. In order to facilitate the examination of rules, two visualization tools based on boxplots and density plots were implemented. A network visualization tool is also provided to rapidly check interactions of every feature condition. An additional tool is provided by using a grid of boxplots, where comparison between quartiles of every distribution with a reference is performed. Based on this comparison, an extrapolation of counterfactual examples to regression was also implemented. A set of examples is described, including a setting where regression models performance is compared in detail using EDRs. Specifically, the error difference between two models in a dataset is studied by deriving rules highlighting regions of the input space where model performance difference is unexpected. The application of visual tools is illustrated using EDRs examples derived from public available datasets. Also, case studies illustrating the specialization of subgroups, identification of counter factual subgroups and detecting unanticipated complex models are presented. This paper extends the state of the art by providing a method to derive explanations for model performance instead of explanations for model predictions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,056
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,065

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,056
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,003
Bibliométrie0,0070,004
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,062
Tête enseignante GPT0,300
Écart entre enseignants0,238 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations9
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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