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Explicabilité des modèles de classification basés sur CNN pour le signal acoustique

Created by
  • Haebom

Auteur

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

Contour

Cet article explore le potentiel de l'intelligence artificielle explicative (IAX) en bioacoustique. Pour analyser les sons d'oiseaux, qui présentent d'importantes variations géographiques en Amérique du Nord, nous avons transformé des signaux acoustiques en images spectrographiques et entraîné un modèle de classification à l'aide d'un réseau neuronal convolutif profond (CNN). Pour interpréter les prédictions du modèle, qui ont atteint une précision de 94,8 %, nous avons appliqué des techniques d'IAX telles que LIME, SHAP, DeepLIFT et Grad-CAM, et intégré les résultats de différentes techniques afin d'obtenir des informations plus complètes et interprétables. Nous démontrons que la combinaison de diverses techniques d'IAX peut améliorer la fiabilité et l'interopérabilité des modèles, ce qui suggère que cette approche peut être appliquée à d'autres tâches spécifiques à un domaine.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Nous présentons l’application potentielle des techniques XAI dans le domaine de la bioacoustique.
Nous démontrons que la combinaison de différentes techniques XAI peut améliorer l’exhaustivité et la fiabilité de l’interprétation du modèle.
Il étend l'applicabilité de XAI à diverses tâches spécifiques à un domaine, et pas seulement à l'analyse du signal acoustique.
Nous présentons une méthode pour augmenter la confiance dans les résultats de prédiction des modèles d’apprentissage profond.
Limitations:
L’étude a été limitée à une espèce d’oiseau spécifique, des recherches supplémentaires sont donc nécessaires pour déterminer la généralisabilité.
Il n'existe pas de discussion sur les Limitations des techniques XAI utilisées. (Une analyse comparative des avantages et des inconvénients de chaque technique est nécessaire.)
Des recherches supplémentaires peuvent être nécessaires pour comparer et analyser d’autres techniques XAI.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les résultats de cette étude peuvent être appliqués à d’autres espèces ou à d’autres données acoustiques.
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