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不确定性感知XAI统一框架:以电能质量扰动分类为例

A Unified Framework for Uncertainty-Aware Explainable Artificial Intelligence: A Case Study in Power Quality Disturbance Classification

精选理由

该框架解决了XAI方法缺乏不确定性量化的问题,做可解释AI或电力系统故障诊断的研究者可以直接参考其理论证明和实验设计。

AI 摘要

该论文提出一个统一框架,将贝叶斯神经网络(BNN)后验分布通过Lipschitz连续归因算子映射为解释分布,并引入不确定性感知相关性归因算子(UA-RAO),利用均值、方差、变异系数、分位数和集合聚合度量来总结解释分布。理论部分提供了蒙特卡洛可达性和Wasserstein近似界限。在15类电能质量扰动分类基准上,深度集成与均值UA-RAO相比确定性基线提升了定位性能,其他UA-RAO摘要揭示了点估计归因中缺失的不确定性模式。该框架是领域无关的,可应用于任何BNN与Lipschitz连续归因算子的组合。

AI 翻译 · 中文

该论文提出一个统一框架,将贝叶斯神经网络(BNN)后验分布通过Lipschitz连续归因算子映射为解释分布,并引入不确定性感知相关性归因算子(UA-RAO),利用均值、方差、变异系数、分位数和集合聚合度量来总结解释分布。理论部分提供了蒙特卡洛可达性和Wasserstein近似界限。在15类电能质量扰动分类基准上,深度集成与均值UA-RAO相比确定性基线提升了定位性能,其他UA-RAO摘要揭示了点估计归因中缺失的不确定性模式。该框架是领域无关的,可应用于任何BNN与Lipschitz连续归因算子的组合。

arXiv cs.LGPost-hoc explainable AI (XAI) methods typically produce deterministic attribution maps, whereas Bayesian neural networks (BNNs) induce a distribution over explanations. Capturing the variability of this distribution is i