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Enregistrement W4399828316 · doi:10.32920/26052709.v1

Local Interpretability Methods for Time Series Modeling

2024· preprint· en· W4399828316 sur OpenAlexafffund
Ozan Ozyegen

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueTime Series Analysis and Forecasting
Établissements canadiensToronto Metropolitan UniversityUnilever (Canada)
Organismes subventionnairesMitacs
Mots-clésInterpretabilitySeries (stratigraphy)Computer scienceTime seriesArtificial intelligenceMachine learningGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

<p>Interpretability aims to improve our understanding of the model behavior. Local interpretability methods can explain the specific predictions of a model and create trust between the model and its users, empowering the practitioners with powerful new insights. The temporal nature, and the high dimensionality of the time series data sets unique challenges to interpretability, which are specific to this domain of machine learning. An improved understanding of time series interpretability methods, and availability of suitable evaluation metrics for measuring the accuracy of the explanations can contribute to further progress in time series modeling. This PhD thesis includes four research directions that focus on the local interpretability of time series models. The first research topic that we explore involves introducing two novel evaluation metrics for comparing local interpretability methods on generic time series regression problems. We evaluate the proposed metrics through an extensive numerical study, and find that the SHAP method provides the most accurate explanations among the tested methods. Our second research problem involves a specific application of interpretability in sales forecasting and finance domains. Specifically, we propose a unified framework to predict financial commentaries from the financial data generated by a company. We evaluate multiple time series classification models for the prediction task, and use local interpretability methods to explain the predictions. We find that the proposed framework, supported by the machine learning and local interpretability methods, offers new opportunities to leverage management information systems, providing insights to management on key financial issues, including sales forecasting and inventory management. As the third research problem, we study how local interpretability methods can be used to explain time series clustering models. We provide explanations to the clustering algorithms by using classification models as intermediate models to predict the cluster labels. We perform a detailed numerical study, comparing multiple datasets, clustering models, and classification models. Through a careful analysis of the results, we discuss how and when the proposed methodology can be used to obtain insights on the corresponding model behaviour. Finally, the fourth research problem involves developing a locally interpretable deep neural network model for the time series forecasting problem. We evaluate the model accuracy and explanations, using multiple datasets and methods, and find that it achieves similar performance to those of its non-interpretable counterparts, while remaining interpretable.</p>

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,745
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,006
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,031
Tête enseignante GPT0,332
Écart entre enseignants0,301 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

Citations0
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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