知道你的图片是如何被分类的吗？Google AI 告诉你

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人工智能发展至今天，利用 AI 来分类图片库已经不是什么稀奇的事情了。但是，图片并不都是单一的个人自拍或是单一物体，而是包含多种背景要素，例如多人合影、风景山水照等。那么，AI 是如何让图片分类器识别并做出决策将各种图片进行分类的呢？

针对这一问题，国外媒体的相关报道通过对相关论文的解读作出了解释，雷锋网对其进行不改变原意的编译。

【 图片来源：Google  所有者：Google 】

人们通常会认为 ，随着 AI 系统复杂性的增加，它的可解释性会变得越来越差。但是，研究人员开始用函数库来挑战这一想法，比如解释深度学习的神经网络框架 PyTorch 是如何做决定的 Facebook 的 Captum、IBM 的 AI Explainability 360 工具包、以及微软的  InterpretML。

为了使 AI 的决策更加透明，Google 和斯坦福的一个研究团队近期开发了一个机器学习模型——基于概念的自动解释（雷锋网按： Automated Concept-based Explanation ，ACE），这个模型能够自动提取出“对人类有意义”的视觉概念，为模型的预测提供信息。

正如研究人员在其论文中解释的那样，大多数机器学习解释方法会改变单个特征（例如像素、超级像素、单词向量），去接近于每一个目标模型。不过，这是一种不完美的方法，因为它很容易受到一些输入变化的影响，哪怕是最小的变化。

和大多数机器学习解释方法形成对比的是 ACE 识别高级概念的方法：它在提取概念并确定每个概念重要性之前，会将一个训练过的分类器和一个类别的一组图像作为输入。具体来说，就是 ACE 片段图像在将类似片段作为相同概念进行分组，并将最重要的概念返回之前，有着多个决议去捕获多个层次的纹理、对象部分以及对象。

为了测试 ACE 的鲁棒性，该研究团队使用了 Google 的 Inception-V3 图像分类器模型，让其在 ImageNet 数据集上训练，并从数据集中的 1000 个类中选择 100 个类的子集来应用 ACE。

研究团队指出，被标记为重要的概念往往是遵从人的直觉的，例如，在检测警车时，执法部门的标识比地面上的沥青显得更为重要。不过，情况也不都是如此，在一些区别性不明显的案例中就有所体现。比如，预测篮球图像时，更为重要的是球员的球衣，而不是篮球。

另外，研究人员表示，他们通过人类实验验证了其意义和一致性，并进一步证实了 ACE 的确是携带着显著的预测信号。同时，研究人员还指出，他们的方法...自动将输入特性分组为高级概念；一些有意义的概念作为连贯的示例出现，这对于正确预测它们所呈现的图像非常重要。

值得一提的是，研究人员也承认了 ACE 绝非是完美的，因为它还难以有效地提取异常复杂或困难的概念。但是，他们认为，ACE 对模型的学习相关性提供的洞见会促进机器学习的安全使用。

雷锋网注：本文编译自 KYLE WIGGERS 发表在 venturebeat 上的文章。