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Explaining tree ensembles through single decision trees

delete2025-06-07
delete0
PRE
AI
Z
Zihao Li
X
Xiao Du
A
Ao Xu
伍铁如 封面图
伍铁如 (Tieru Wu) *
Y
Yang Cao
DOI:10.1016/j.inffus.2025.103244delete
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摘要

摘要

En 中文
树集成模型因在表格数据上表现出强大的性能,在众多应用中展现出独特的价值与有效性。然而,尽管其复杂的集成机制能够提升泛化能力,却降低了可解释性,这限制了其在医疗、保险等信任敏感领域的应用。为解决此问题,本研究提出APtree,一种针对已训练树集成模型的全新全局后验解释方法。APtree将全局解释问题重新表述为函数逼近问题,借助实分析概念对任务进行离散化,并将解释呈现为单棵决策树。该过程中的目标函数可根据不同实际场景进行定制,本研究对其设计进行了深入的理论探讨。值得注意的是,APtree方法可应用于依赖型树集成模型(如梯度提升树)的多分类任务,而大多数其他方法仅限于独立型树集成模型或二分类任务。一系列实验验证了APtree解释的有效性。结果表明,APtree能够持续为树集成模型提供忠实见解,并在泛化准确率与F1分数方面超越现有最优方法。此外,由于具备高忠实度,APtree在提供简化、透明与可解释性的同时,展现出与原始树集成模型相当的分类能力。
Keyword:
Explainable machine learning
Global explanation
Tree ensemble
Interpretable modeling

期刊

Information Fusion 封面图
Information Fusion
IF:
15.5
论文数:
4.2K
被引数:
2.7W

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