Explainability of Machine Learning Models under Missing Data

Auteurs : Tuan L. Vo, Thu Nguyen, Hugo L. Hammer, Michael A. Riegler, Pal Halvorsen

Licence : CC BY-SA 4.0

Résumé : Missing data is a prevalent issue that can significantly impair model performance and interpretability. This paper briefly summarizes the development of the field of missing data with respect to Explainable Artificial Intelligence and experimentally investigates the effects of various imputation methods on the calculation of Shapley values, a popular technique for interpreting complex machine learning models. We compare different imputation strategies and assess their impact on feature importance and interaction as determined by Shapley values. Moreover, we also theoretically analyze the effects of missing values on Shapley values. Importantly, our findings reveal that the choice of imputation method can introduce biases that could lead to changes in the Shapley values, thereby affecting the interpretability of the model. Moreover, and that a lower test prediction mean square error (MSE) may not imply a lower MSE in Shapley values and vice versa. Also, while Xgboost is a method that could handle missing data directly, using Xgboost directly on missing data can seriously affect interpretability compared to imputing the data before training Xgboost. This study provides a comprehensive evaluation of imputation methods in the context of model interpretation, offering practical guidance for selecting appropriate techniques based on dataset characteristics and analysis objectives. The results underscore the importance of considering imputation effects to ensure robust and reliable insights from machine learning models.

Soumis à arXiv le 29 Jui. 2024

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.