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Generalizability of Concept Knowledge in Machine Learning Using TCAV Scores: A Case Study Using Different Skin-Lesion Datasets

Schwinghammer, Moritz und Schmalwasser, Laines und Chamarthi, Sireesha und Shardt, Yuri A.W. (2025) Generalizability of Concept Knowledge in Machine Learning Using TCAV Scores: A Case Study Using Different Skin-Lesion Datasets. In: 14th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process Systems, including Biosystems, DYCOPS 2025, 59 (6), Seiten 397-402. Elsevier. DYCOPS 2025, 2025-06-13 - 2025-06-19, Bratislava, Slowakei. doi: 10.1016/j.ifacol.2025.07.178. ISSN 2405-8963.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896325005385

Kurzfassung

In safety-critical fields, such as skin-lesion classification, interpretability of the decisions of a machine learning model is required. This can be provided through concept-based interpretability methods like testing with concept activation vectors (TCAV). TCAV quantifies how specific human-understandable concepts influence a model's decisions. A further issue affecting the performance of ML models is generalizability, i.e., how well a model generalizes to unseen data from a different domain. It is currently unknown how the interpretability provided by TCAV is affected by domain shifts. Here we show that TCAV-based interpretability is predominantly unaffected by domain shifts. To that end, we introduce concept detection scores (CDS) as aggregated TCAV scores which are directionally unified and thus a suitable evaluation metric. The results show only small differences between CDS within domain and across domain for 48 models trained on three distinct source domains. This increases the viability of TCAV as an interpretability tool since it can be used without additional effort to manage generalizability.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220836/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Generalizability of Concept Knowledge in Machine Learning Using TCAV Scores: A Case Study Using Different Skin-Lesion Datasets
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwinghammer, MoritzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmalwasser, LainesLaines.Schmalwasser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0006-1120-1299199738883
Chamarthi, SireeshaSireesha.Chamarthi (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shardt, Yuri A.W.Technische Universität IlmenauNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 Juni 2025
Erschienen in:14th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process Systems, including Biosystems, DYCOPS 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:59
DOI:10.1016/j.ifacol.2025.07.178
Seitenbereich:Seiten 397-402
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Schwinghammer, MoritzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmalwasser, LainesLaines.Schmalwasser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0006-1120-1299199738883
Chamarthi, SireeshaSireesha.Chamarthi (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shardt, Yuri A.W.Technische Universität IlmenauNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:IFAC-PapersOnLine
ISSN:2405-8963
Status:veröffentlicht
Stichwörter:concepts, domain shift, skin-lesion classification, interpretability, TCAV
Veranstaltungstitel:DYCOPS 2025
Veranstaltungsort:Bratislava, Slowakei
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:13 Juni 2025
Veranstaltungsende:19 Juni 2025
Veranstalter :International Federation of Automatic Control (IFAC)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Kollaboration von Luftfahrt-Operateuren und KI-Systemen
Standort: Jena
Institute & Einrichtungen:Institut für Datenwissenschaften > Datenanalyse und -intelligenz
Hinterlegt von: Schmalwasser, Laines
Hinterlegt am:15 Dez 2025 08:09
Letzte Änderung:15 Dez 2025 08:09

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