Обучение модели классификации и создание shapley объект. Затем постройте график значений Shapley с помощью функции объекта plot.

Загрузить CreditRating_Historical набор данных. Набор данных содержит идентификаторы клиентов и их финансовые коэффициенты, отраслевые наклейки и кредитные рейтинги.

tbl = readtable('CreditRating_Historical.dat');

Отображение первых трех строк таблицы.

head(tbl,3)

ans=3×8 table
     ID      WC_TA    RE_TA    EBIT_TA    MVE_BVTD    S_TA     Industry    Rating
    _____    _____    _____    _______    ________    _____    ________    ______

    62394    0.013    0.104     0.036      0.447      0.142       3        {'BB'}
    48608    0.232    0.335     0.062      1.969      0.281       8        {'A' }
    42444    0.311    0.367     0.074      1.935      0.366       1        {'A' }

Обучение модели кредитных рейтингов blackbox с помощью fitcecoc функция. Используйте переменные из второго-седьмого столбцов в tbl в качестве переменных предиктора. Рекомендуется указывать имена классов для задания порядка классов.

blackbox = fitcecoc(tbl,'Rating', ...
    'PredictorNames',tbl.Properties.VariableNames(2:7), ...
    'CategoricalPredictors','Industry', ...
    'ClassNames',{'AAA' 'AA' 'A' 'BBB' 'BB' 'B' 'CCC'});

Создать shapley объект, который объясняет прогноз для последнего наблюдения. Для более быстрого вычисления выполните выборку 25% наблюдений из tbl с расслоением и использовать образцы для вычисления значений Шапли.

queryPoint = tbl(end,:)

queryPoint=1×8 table
     ID      WC_TA    RE_TA    EBIT_TA    MVE_BVTD    S_TA    Industry    Rating
    _____    _____    _____    _______    ________    ____    ________    ______

    73104    0.239    0.463     0.065      2.924      0.34       2        {'AA'}

rng('default') % For reproducibility
c = cvpartition(tbl.Rating,'Holdout',0.25);
tbl_s = tbl(test(c),:);
explainer = shapley(blackbox,tbl_s,'QueryPoint',queryPoint);

Для классификационной модели: shapley вычисляет значения Shapley, используя прогнозируемый балл класса для каждого класса. Отображение значений в ShapleyValues собственность.

explainer.ShapleyValues

ans=6×8 table
    Predictor        AAA            AA             A            BBB            BB              B             CCC    
    __________    __________    __________    ___________    __________    ___________    ___________    ___________

    "WC_TA"         0.014584     0.0064698      0.0027468    0.00045585      -0.007959      -0.011812      -0.011279
    "RE_TA"         0.047797      0.027083       0.015166    -0.0031936      -0.025054      -0.059563       -0.08344
    "EBIT_TA"     0.00034326     0.0001524     0.00012384    3.5202e-05    -0.00019141    -0.00038252    -0.00033693
    "MVE_BVTD"       0.38221       0.38229        0.19383     -0.007901       -0.15755        -0.2152       -0.17022
    "S_TA"        -0.0035663    -0.0025991    -0.00021177    -0.0010166    -2.1005e-05     0.00041421    -0.00058884
    "Industry"     -0.028313     -0.013392     0.00089644      0.022877       0.025636       0.028482       0.044832

ShapleyValues содержит значения Shapley всех элементов для каждого класса.

Постройте график значений Shapley для прогнозируемого класса с помощью plot функция. Чтобы отобразить существующее подчеркивание в любом имени предиктора, измените TickLabelInterpreter значение осей для 'none'.

f = figure;
plot(explainer);
f.CurrentAxes.TickLabelInterpreter = 'none';

Горизонтальная гистограмма показывает значения Shapley для всех переменных, отсортированные по их абсолютным значениям. Каждое значение Шепли объясняет отклонение оценки для точки запроса от средней оценки прогнозируемого класса из-за соответствующей переменной.

Постройте график значений Shapley для всех классов, указав все имена классов в explainer.BlackboxModel.

f = figure;
plot(explainer,'ClassNames',explainer.BlackboxModel.ClassNames)
f.CurrentAxes.TickLabelInterpreter = 'none';

Обучение регрессионной модели и создание shapley объект. Использовать функцию объекта fit для вычисления значений Shapley для указанной точки запроса. Затем постройте график значений Шапли предикторов с помощью функции объекта plot. Укажите количество важных предикторов для построения графика при вызове plot функция.

Загрузить carbig набор данных, содержащий замеры автомобилей, сделанные в 1970-х и начале 1980-х годов.

load carbig

Создание таблицы, содержащей переменные предиктора Acceleration, Cylindersи так далее, а также переменная ответа MPG.

tbl = table(Acceleration,Cylinders,Displacement,Horsepower,Model_Year,Weight,MPG);

Удаление отсутствующих значений в обучающем наборе может помочь сократить потребление памяти и ускорить обучение для fitrkernel функция. Удалить отсутствующие значения в tbl.

tbl = rmmissing(tbl);

Тренировка модели blackbox MPG с помощью fitrkernel функция

rng('default') % For reproducibility
mdl = fitrkernel(tbl,'MPG','CategoricalPredictors',[2 5]);

Создать shapley объект. Укажите набор данных tbl, потому что mdl не содержит данных обучения.

explainer = shapley(mdl,tbl)

explainer = 
  shapley with properties:

            BlackboxModel: [1x1 RegressionKernel]
               QueryPoint: []
           BlackboxFitted: []
            ShapleyValues: []
               NumSubsets: 64
                        X: [392x7 table]
    CategoricalPredictors: [2 5]
                   Method: 'interventional-kernel'

explainer сохраняет данные обучения tbl в X собственность.

Вычислите значения Шапли всех переменных предиктора для первого наблюдения в tbl.

queryPoint = tbl(1,:)

queryPoint=1×7 table
    Acceleration    Cylinders    Displacement    Horsepower    Model_Year    Weight    MPG
    ____________    _________    ____________    __________    __________    ______    ___

         12             8            307            130            70         3504     18 

explainer = fit(explainer,queryPoint);

Для регрессионной модели: shapley вычисляет значения Shapley с использованием прогнозируемого ответа и сохраняет их в ShapleyValues собственность. Отображение значений в ShapleyValues собственность.

explainer.ShapleyValues

ans=6×2 table
      Predictor       ShapleyValue
    ______________    ____________

    "Acceleration"       -0.1561  
    "Cylinders"         -0.18306  
    "Displacement"      -0.34203  
    "Horsepower"        -0.27291  
    "Model_Year"         -0.2926  
    "Weight"            -0.32402  

Отображение прогнозируемого ответа для точки запроса и график значений Shapley для точки запроса с помощью plot функция. Чтобы отобразить существующее подчеркивание в любом имени предиктора, измените TickLabelInterpreter значение осей для 'none'. Определить 'NumImportantPredictors',5 построить только пять наиболее важных предикторов для прогнозируемого ответа.

explainer.BlackboxFitted

ans = 21.0495

f = figure; 
plot(explainer,'NumImportantPredictors',5)
f.CurrentAxes.TickLabelInterpreter = 'none';

Горизонтальная гистограмма показывает значения Шепли для пяти наиболее важных предикторов, отсортированные по их абсолютным значениям. Каждое значение Шепли объясняет отклонение прогноза для точки запроса от среднего значения из-за соответствующей переменной.