Bakalářská práce
Získaná ocenění: Cena děkana FI za vynikající závěrečnou práci

Counterfactual Explainability in Digital Histopathology

Marek Hradil
Anotace

Hluboké neuronové sítě prokazují mimořádný potenciál v řadě různých oblastí. Jejich využití v aplikacích náchylných na bezpečnost provozu je však nadále omezené kvůli jejich obtížně interpretovatelnému, tzv. „black-box“ charakteru. V této práci se proto zaměřujeme na kontrafaktuální vysvětlitelnost — metodu, která odhaluje rozhodovací proces modelu tím, že vytváří minimálně upravené vstupy vedoucí …více

Abstract

Deep neural networks have demonstrated remarkable potential across diverse domains, yet their adoption in safety-critical applications remains limited due to their opaque, black-box nature. To address this, we explore counterfactual explainability — a method that reveals model reasoning by generating minimally altered inputs that change the model’s decision. In this thesis, we apply this technique …více

Zadání práce
Counterfactual explainability is an emerging class of xAI methods that aims to enhance interpretability by providing alternative scenarios to model predictions. These methods are particularly promising in medical imaging, where black-box deep learning models can be difficult to trust without intuitive explanations. In digital histopathology, counterfactual explanations could help pathologists understand why a model classified a tissue sample as malignant by generating alternative image versions that might have led to a different diagnosis.

This thesis explores the use of generative models for counterfactual explainability in digital histopathology, focusing on their ability to generate realistic and clinically relevant modifications of histopathological images. The goal is to determine how models such as variational autoencoders (VAEs) or generative adversarial networks (GANs) can be applied to generate counterfactual images that provide valuable diagnostic insights while preserving essential histological structures.

The student will conduct a literature review of generative counterfactual methods, select and implement a suitable approach, and apply it to explain the RationAI group's model trained to detect prostate cancer. All development and evaluation will be conducted within the RationAI group's cloud infrastructure.
Práce zkontrolována:
25. 5. 2025 17:17, RNDr. Vít Musil, Ph.D., učo 246021
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
23. 6. 2025
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

RNDr. Vít Musil, Ph.D., učo 246021
KTP FI MU

Oponent

Mgr. Tomáš Foltýnek, Ph.D., učo 4374
KSUZD FI MU

Konzultant

doc. RNDr. Tomáš Brázdil, Ph.D., MBA, učo 4074
KSUZD FI MU

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.