BigQuery 可解釋 AI 總覽

您可以使用可解釋 AI (又稱 XAI),瞭解機器學習 (ML) 模型為分類和迴歸任務生成的結果。可解釋 AI 會定義資料列中各項特徵對預測結果的影響程度。這項資訊通常稱為「特徵歸因」,可用來確認模型是否正常運作、找出模型偏誤,以及瞭解如何改善模型和訓練資料。

局部與全域可解釋性

可解釋性分為兩種:局部可解釋性和全域可解釋性。這兩者也分別稱為「本機特徵重要性」和「全域特徵重要性」。

  • 局部可解釋性會傳回每個解釋範例的特徵歸因值。這些值說明特定特徵對預測結果的影響程度 (相較於基準預測)。
  • 全域可解釋性會傳回特徵對模型的整體影響,通常是透過匯總整個資料集的特徵歸因取得。絕對值越高,代表該特徵對模型預測結果的影響越大。

BigQuery ML 的可解釋 AI 產品

BigQuery ML 的可解釋 AI 支援多種機器學習模型,包括時間序列和非時間序列模型。每個模型都採用不同的可解釋性方法。

模型類別 模型類型 可解釋性方法 方法的基本說明 本機說明函式 全域解釋函式
監督式模型 線性與邏輯迴歸 Shapley 值 線性模型的 Shapley 值等於 model weight * feature value,其中特徵值已標準化,且模型權重是以標準化特徵值訓練。 ML.EXPLAIN_PREDICT1 ML.GLOBAL_EXPLAIN2
標準誤差和P 值 標準誤差和 p 值用於對模型權重進行顯著性檢定。 不適用 ML.ADVANCED_WEIGHTS4
提升樹

隨機森林
Tree SHAP Tree SHAP 是一種演算法,可計算決策樹狀圖模型的確切 SHAP 值。 ML.EXPLAIN_PREDICT1 ML.GLOBAL_EXPLAIN2
特徵貢獻度 估算特徵貢獻值。與 Tree SHAP 相比,這種方法更快速簡單。 ML.EXPLAIN_PREDICT1 ML.GLOBAL_EXPLAIN2
以吉尼指數為依據的特徵重要性 全域特徵重要性分數,指出在訓練期間,各項特徵對建構梯度提升樹狀結構或隨機森林模型的實用性或價值。 不適用 ML.FEATURE_IMPORTANCE
AutoML Tables Sampled Shapley 取樣 Shapley 會將模型結果的功勞分配給各項特徵,並考量特徵的不同排列組合。這個方法會提供精確 Shapley 值的取樣近似值。 不適用 ML.GLOBAL_EXPLAIN2
時間序列模型 ARIMA_PLUS 時間序列分解 如果時間序列中存在多個元件,則將時間序列分解為多個元件。這些元件包括趨勢、季節性、節慶、階梯式變化,以及高峰和低谷。詳情請參閱 ARIMA_PLUS 建模管道。 ML.EXPLAIN_FORECAST3 不適用
ARIMA_PLUS_XREG 時間序列分解
和
Shapley 值
將時間序列分解為多個元件,包括趨勢、季節性、節慶、逐步變化、高峰和低谷 (類似於 ARIMA_PLUS)。每個外部迴歸器的歸因是根據 Shapley 值計算,等於 model weight * feature value。 ML.EXPLAIN_FORECAST3 不適用

1ML_EXPLAIN_PREDICT 是 ML.PREDICT 的擴充版本。

2ML.GLOBAL_EXPLAIN 會傳回全域可解釋性,方法是取得評估資料集中所有資料列的各項特徵平均絕對歸因。

3ML.EXPLAIN_FORECAST 是 ML.FORECAST 的擴充版本。

4ML.ADVANCED_WEIGHTS 是 ML.WEIGHTS 的擴充版本。

後續步驟