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Explicabilidad de los modelos de clasificación basados ​​en CNN para señales acústicas

Created by
  • Haebom

Autor

Zubair Faruqui, Mackenzie S. McIntire, Rahul Dubey, Jay McEntee

Describir

Este artículo explora el potencial de la inteligencia artificial explicable (XAI) en el campo de la bioacústica. Para analizar los sonidos de las aves, que presentan una variación geográfica significativa en Norteamérica, transformamos las señales acústicas en imágenes de espectrogramas y entrenamos un modelo de clasificación mediante una red neuronal convolucional (CNN) profunda. Para interpretar las predicciones del modelo, que alcanzaron una precisión del 94,8 %, aplicamos técnicas de XAI como LIME, SHAP, DeepLIFT y Grad-CAM, e integramos los resultados de diferentes técnicas para obtener información más completa e interpretable. Demostramos que la combinación de diversas técnicas de XAI puede mejorar la fiabilidad y la interoperabilidad del modelo, lo que sugiere que este enfoque puede aplicarse a otras tareas específicas del dominio.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos la aplicación potencial de las técnicas XAI en el campo de la bioacústica.
Demostramos que la combinación de diferentes técnicas XAI puede mejorar la integridad y confiabilidad de la interpretación del modelo.
Amplía la aplicabilidad de XAI a diversas tareas específicas del dominio, no solo al análisis de señales acústicas.
Presentamos un método para aumentar la confianza en los resultados de predicción de los modelos de aprendizaje profundo.
Limitations:
El estudio se limitó a una especie de ave específica, por lo que se necesita más investigación para determinar su generalización.
No se ha debatido la importancia de las técnicas XAI utilizadas. (Se requiere un análisis comparativo de las ventajas y desventajas de cada técnica).
Es posible que se necesiten investigaciones adicionales para comparar y analizar otras técnicas XAI.
Se necesitan más investigaciones para determinar si los resultados de este estudio pueden aplicarse a otras especies u otros datos acústicos.
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