在使用多层感知机进行分类的时候,哪个特征贡献比较大

想请教一下各位大佬,在使用多层感知机进行分类的时候,有没有什么方法知道我的原始输入中具体哪一些特征对分类的贡献比较大。

在深度学习中,理解模型(特别是多层感知机或神经网络)对于特征的依赖性是一个开放的研究问题,因为这些模型通常被认为是黑箱。然而,有一些技术可以帮助我们理解哪些特征对预测最重要。

  1. 权重分析:首先,如果你的模型足够简单,例如只有一层,那么你可以直接分析模型的权重。特征对应的权重的大小可以给出这个特征对于模型预测的重要性。
  2. 特征重要性排名:针对特定的模型(例如,决策树、随机森林或梯度提升树等),有一些机器学习库(例如sklearn)提供了特征重要性排名的工具。但是这些工具不适用于深度神经网络。
  3. 感受野映射(Receptive Field Mapping):这是一种针对卷积神经网络的技术,可以显示网络的各个部分是如何对输入图像的各个部分进行响应的。
  4. 模型决策解释工具:例如LIME(Local Interpretable Model-Agnostic Explanations)和SHAP(SHapley Additive exPlanations)。这些工具可以为每个特征生成一个重要性得分,解释它们对预测结果的贡献。
  5. 梯度提升(Gradient-based)方法:这些方法根据输入特征的梯度来计算它们的重要性,例如Saliency maps,Guided Backpropagation和Grad-CAM等。
  6. 神经网络剪枝(Pruning):在神经网络训练完成后,可以逐渐去除对输出影响最小的神经元或连接,然后观察模型性能的变化。如果去除某一特征的连接后模型性能大幅下降,那么这个特征就可以被认为是重要的。

以上是一些可能的方法,但每种方法都有其局限性,并且可能并不适用于所有情况。因此,最好是结合多种方法,以及对问题域的理解,来判断哪些特征最重要。

这个方法是我假设的,可能存在一定的不合理性:

  1. 方法步骤
    (1)收集网络输出:
    对于属于同一类别的所有样本,收集神经网络输出的分类概率。
    (2)计算特征贡献度:
    对每个样本,计算其每个特征值与对应分类概率的乘积。这个乘积可以被视为该特征对该分类的贡献度。
    (3)归一化处理:
    将上述计算得到的贡献度在所有样本中进行累加,然后进行归一化,以得到每个特征对于特定类别的平均贡献度。
    (4)重复并比较:
    对数据集中的每个类别重复上述步骤,从而可以比较不同特征在每个类别中的相对重要性。
  2. 原理依据:
    (1)基于分类概率的特征贡献度评估:
    此方法依据的是神经网络对每个类别的预测概率,这些概率反映了网络对不同输入特征的响应程度。
    (2)非线性响应的利用:
    神经网络通过激活函数引入非线性,使得对输入数据的处理不是简单的线性变换。您的方法正是利用了这种非线性输出来评估特征的重要性。
    (3)整体统计分析:
    通过分析整个数据集中所有样本的输出,您的方法试图量化每个特征对特定类别的总体贡献。