Publication

Explainable Face Verification via Feature-Guided Gradient Backpropagation

Touradj Ebrahimi, Yuhang Lu, Zewei Xu
2024
Article de conférence
Résumé

Recent years have witnessed significant advance- ment in face recognition (FR) techniques, with their applications widely spread in people’s lives and security-sensitive areas. There is a growing need for reliable interpretations of decisions of such systems. Existing studies relying on various mechanisms have investigated the usage of saliency maps as an explanation approach, but suffer from different limitations. This paper first explores the spatial relationship between face image and its deep representation via gradient backpropagation. Then a new explanation approach FGGB has been conceived, which provides precise and insightful similarity and dissimilarity saliency maps to explain the “Accept” and “Reject” decision of an FR system. Extensive visual presentation and quantitative measurement have shown that FGGB achieves comparable results in similarity maps and superior performance in dis- similarity maps when compared to current state-of-the-art explainable face verification approaches.

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Rétropropagation du gradient
En intelligence artificielle, plus précisément en apprentissage automatique, la rétropropagation du gradient est une méthode pour entraîner un réseau de neurones. Elle consiste à mettre à jour les poids de chaque neurone de la dernière couche vers la première. Elle vise à corriger les erreurs selon l'importance de la contribution de chaque élément à celles-ci. Dans le cas des réseaux de neurones, les poids synaptiques qui contribuent plus à une erreur seront modifiés de manière plus importante que les poids qui provoquent une erreur marginale.
Algorithme du gradient
Lalgorithme du gradient, aussi appelé algorithme de descente de gradient, désigne un algorithme d'optimisation différentiable. Il est par conséquent destiné à minimiser une fonction réelle différentiable définie sur un espace euclidien (par exemple, , l'espace des n-uplets de nombres réels, muni d'un produit scalaire) ou, plus généralement, sur un espace hilbertien. L'algorithme est itératif et procède donc par améliorations successives. Au point courant, un déplacement est effectué dans la direction opposée au gradient, de manière à faire décroître la fonction.
Vanishing gradient problem
In machine learning, the vanishing gradient problem is encountered when training artificial neural networks with gradient-based learning methods and backpropagation. In such methods, during each iteration of training each of the neural networks weights receives an update proportional to the partial derivative of the error function with respect to the current weight. The problem is that in some cases, the gradient will be vanishingly small, effectively preventing the weight from changing its value.
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