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Evaluation of the Explanatory Power Of Layer-wise Relevance Propagation using Adversarial Examples

Dieter, Tamara und Zisgen, Horst (2023) Evaluation of the Explanatory Power Of Layer-wise Relevance Propagation using Adversarial Examples. Neural Processing Letters. Springer Nature. doi: 10.1007/s11063-023-11166-8. ISSN 1370-4621.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11063-023-11166-8

Kurzfassung

Approaches for visualizing and explaining the decision process of convolutional neural networks (CNNs) have recently received increasing attention. Particularly popular approaches are so-called saliency methods, which aim to assign a valence to each input pixel based on its importance and influence on the classification via saliency maps. In our paper, we contribute by a novel analyzing approach build on adversarial examples to investigate the explanatory power of saliency methods exemplified by layer-wise relevance propagation (LRP). Based on the hypothesis that distinct decisions, such as an image's classification and the classification of its corresponding adversarial examples, should yield to dissimilar saliency maps to provide transparent rationales, we break down relevance scores of images and corresponding adversarial examples and analyze them using a comprehensive statistical evaluation. It turns out that different relevance decomposition rules of LRP do not lead to clearly distinguishable saliency maps for images and corresponding adversarial examples, neither in terms of their contour lines, nor in terms of the statistical analysis.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/193232/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Evaluation of the Explanatory Power Of Layer-wise Relevance Propagation using Adversarial Examples
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dieter, TamaraTamara.Dieter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9191-0170NICHT SPEZIFIZIERT
Zisgen, Horsthorst.zisgen (at) h-da.dehttps://orcid.org/0000-0003-4002-2012NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 März 2023
Erschienen in:Neural Processing Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s11063-023-11166-8
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Wang, Huaxiahuaxia.wang (at) okstate.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Nature
Name der Reihe:Neural Processing Letters
ISSN:1370-4621
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Deep Learning, Layer-wise Relevance Propagation, Adversarial Examples, Explainable Artificial Intelligence, Saliency Maps
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:keine Zuordnung
DLR - Forschungsgebiet:keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):keine Zuordnung
Standort: Rhein-Sieg-Kreis
Institute & Einrichtungen:Institut für den Schutz terrestrischer Infrastrukturen > Digitale Zwillinge von Infrastrukturen
Institut für den Schutz terrestrischer Infrastrukturen
Hinterlegt von: Lenhard, Tamara
Hinterlegt am:17 Mär 2023 09:25
Letzte Änderung:24 Jul 2023 11:08

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