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Machine Learning

Shapley Value 설명 in eXplainable AI SHAP

by 무적물리 2022. 4. 5.

최근 설명 가능한 AI (eXplainable AI : XAI) 프로젝트를 수행 중에 있습니다. XAI 종류 중 SHAP을 이용해서 AI 과제를 수행 중에 있는데, 이번 포스팅에서는 SHAP을 위해 꼭 필요한 개념인 Shapley Value의 설명 및 예시에 대해 여러분과 공유하고자 합니다.

 

Contents

     

    Shapley Value 설명

    Shapley Value는 SHAP이라는 XAI를 위해 사용되는 값입니다. 즉, Black-box인 AI 모델을 설명하기 위해 도입한 것이 Shapley Value입니다. 해당 값은 기본적으로 게임이론을 바탕으로 여러 변수 중 한 가지 변수가 결과에 미치는 중요도를 판단하기 위해 도입한 값입니다.

     

    Shapley Value 용어

    • Game : 예측 작업
    • Players : Feature Values
    • Prediction : 예측 결과 (보수 (Payout))

     

    Shapley Value Definition

    Shapley Value의 계산식은 다음과 같은데, Feature i가 있을 때와 없을 때의 Score 차이를 기여분으로 계산하고, 가중평균을 구하는 방식으로 계산됩니다.

    Shapley-value-계산식-설명
    Shapley-value-definition

     

    Shapley Value 특징

    • Consistency : 매 회 계산시 동일 같 출력
    • Multicollinearity : 서용 영향 미칠 가능성 고려
    • Feature Importance는 불가능한 음의 영향력 고려

     

     

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