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On the Effectiveness of Methods and Metrics for Explainable AI in Remote Sensing Image Scene Classification

Created by
  • Haebom

저자

Jonas Klotz, Tom Burgert, Begum Demir

개요

본 논문은 원격 감지(RS)의 장면 분류 문제에 대한 설명 가능한 인공 지능(xAI) 방법의 효과를 조사합니다. 컴퓨터 비전(CV)에서 개발된 xAI 방법 및 평가 메트릭을 RS에 직접 사용하는 것의 적합성을 분석하며, 5가지 범주의 10가지 설명 메트릭과 5가지 특징 귀속 방법을 3개의 RS 데이터 세트에 적용하여 방법론적 및 실험적 분석을 수행합니다.

시사점, 한계점

설명 방법의 한계:
Occlusion 및 LIME과 같은 교란 기반 방법은 교란 기준 및 RS 장면의 공간적 특성에 크게 의존합니다.
GradCAM과 같은 기울기 기반 방법은 동일한 이미지에 여러 레이블이 있는 경우 어려움을 겪습니다.
LRP와 같은 관련성 전파 방법은 클래스의 공간적 범위에 비해 관련성을 불균형하게 분산시킬 수 있습니다.
평가 메트릭의 한계:
충실도 메트릭은 교란 기반 방법과 동일한 문제를 공유합니다.
위치 메트릭 및 복잡성 메트릭은 공간적 범위가 큰 클래스에 대해 신뢰할 수 없습니다.
견고성 메트릭과 무작위화 메트릭은 일관되게 더 큰 안정성을 나타냅니다.
제공 가이드라인: RS 이미지 장면 분류 맥락에서 설명 방법, 메트릭 및 하이퍼파라미터 선택에 대한 지침을 제공합니다.
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