一直在关注可解释机器学习领域，因为确实在工作中有许多应用
- 模型检查，特征重要性是否符合预期和AUC一样重要
- 模型解释，比起虚无缥缈的模型指标，解释模型学到的规律更能说服业务方
- 样本解释，为什么这些用户会违约，是否有指标能提前预警？
- 决策归因，有时模型只是提取pattern的方式，最终需要给到归因/决策，例如HTE模型和XAI结合是否也是一种落地方式
18年被H2O Driverless AI 提供的可解释机器学习引擎（下图）种草后，就对这个领域产生了兴趣。不过用的越多，XAI暴露的问题就越多，比如特征的微调可能会导致整个特征解释发生翻天覆地的变化，再比如表现很好的模型会给出完全不能理解的特征解释。不过在接触因果推理后希望可以换个视角来看XAI，于是重新捡起这个系列(挖坑慎入，这是一个18年就开始挖，到现在都没有填完的坑)～
Algo & paper
开源库每个算法只提供了一个，大多是原作者或者我用过的，并不一定是start最多的，要是你知道better source欢迎留言哟～
算法 | paper | GitHub |
|---|---|---|
Permutation Importance | 【1】 | eli5 |
Feature Importace | 计算方法有多种【2】 | LGB/XGB/sklearn自带 |
Surrogate Model | 【3】 | h2o.ai |
Local interpretable model_agnostic explanations（LIME） | 【4】 | lime |
Leave one covariate out(LOCO) | 【5】 | h2o.ai |
Individual Conditional Expectation(ICE) | 【6】 | PDPbox |
Partial Dependence Plot(PDP) | 【7】 | PDPbox |
shapley/SHAP | 【8】【9】【10】 | shap |
DeepLift | 【11】 | deeplift |
Layerwise Relevance Propagation（LRP） | 【12】 | LRP demo |
Integrated Gradients | 【13】 | Integrated-Gradients |
【1】Breiman, 2001, Random Forests 【2】方法有很多可以找xgb/lgb文档来看 【3】Osbert Bastani, Carolyn Kim, and Hamsa Bastani, 2017. Interpreting Blackbox Models via Model Extraction. 【4】Ribeiro, Marco Tulio, Sameer Singh, and Carlos Guestrin. Why should I trust you?: Explaining the predictions of any classifier. 2016 【5】Jing Lei, Max G’Sell, Alessandro Rinaldo, Ryan J. Tibshirani, and Larry Wasserman, 2016, Distribution-Free Predictive Inference For Regression 【6】Goldstein, Alex, et al, 2015, Peeking inside the black box: Visualizing statistical learning with plots of individual conditional expectation. 【7】J. H. Friedman, 2001, Greedy function approximation: a gradient boosting machine 【8】Lundberg, Scott M., and Su-In Lee, 2017. A unified approach to interpreting model predictions 【9】Lundberg, Scott M., Gabriel G. Erion, and Su-In Lee, 2018. Consistent individualized feature attribution for tree ensembles. 【10】Sundararajan, Mukund, and Amir Najmi, 2019, The many Shapley values for model explanation 【11】 Avanti Shrikumar, Peyton Greenside, and Anshul Kundaje, 2017 . Learning important features through propagating activation differences 【12】Sebastian Bach, Alexander Binder, Grégoire Montavon, Frederick Klauschen, Klaus-Robert Müller, and Wojciech Samek, 2015. On pixel-wise explanations for non-linear classifier decisions by layer-wise relevance propagation 【13】Mukund Sundararajan, Ankur Taly, and Qiqi Yan, 2017. Axiomatic attribution for deep networks
Tutorial
以下tutorial不同程度覆盖了上述算法，这两年的只能看paper咯。
推荐第一本，据说是LMU2019年学生研讨会的作业汇总。。。引入了因果的概念来分析在哪些情况下XAI会cheating，虽然大多是点到即止没有深入，不过指出的一些坑命中率还是很高的>_< ，有一句话记忆很深刻 可解释算法解释的是模型学到了什么，而非实际数据表现如何
- Limitations of Interpretable Machine Learning Methods
- Interpretable Machine Learning, A Guide for Making Black Box Models Explainable.
- OREILLY, Ideas on interpreting machine learning
- Kaggle, Machine Learning Explainability
- H2O AI, An-Introduction-to-Machine-Learning-Interpretability-Second-Edition
- MLI-source
- h2o.ai interpretable_machine_learning_with_python
- h2o.ai awesome-machine-learning-interpretability
XAI的难度不在理解算法本身，而是算法和数据结合时，你需要知道什么时候算法会fail, 以及在模型解释不如预期的时候如何追查原因。说白了就是要在玄学中找规律。。。所以后面我们会找个数据集来试试看
持续更新中～
