論文の概要: How do some Bayesian Network machine learned graphs compare to causal
knowledge?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.10461v2
- Date: Tue, 2 Feb 2021 15:10:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-03-14 19:19:40.447263
- Title: How do some Bayesian Network machine learned graphs compare to causal
knowledge?
- Title(参考訳): ベイジアンネットワークが学習したグラフは、因果知識とどのように比べられるか?
- Authors: Anthony C. Constantinou, Norman Fenton, Martin Neil
- Abstract要約: ベイズネットワーク(BN)のグラフは、因果知識によって決定されるか、両方の組み合わせで学習することができる。
本論文は、純粋に機械学習と純粋に知識ベースのBNに焦点を当てる。
本研究は, 図形構造の違いと, 暗示統計モデルによるデータ説明の精度について検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.5745172279769255
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The graph of a Bayesian Network (BN) can be machine learned, determined by
causal knowledge, or a combination of both. In disciplines like bioinformatics,
applying BN structure learning algorithms can reveal new insights that would
otherwise remain unknown. However, these algorithms are less effective when the
input data are limited in terms of sample size, which is often the case when
working with real data. This paper focuses on purely machine learned and purely
knowledge-based BNs and investigates their differences in terms of graphical
structure and how well the implied statistical models explain the data. The
tests are based on four previous case studies whose BN structure was determined
by domain knowledge. Using various metrics, we compare the knowledge-based
graphs to the machine learned graphs generated from various algorithms
implemented in TETRAD spanning all three classes of learning. The results show
that, while the algorithms produce graphs with much higher model selection
score, the knowledge-based graphs are more accurate predictors of variables of
interest. Maximising score fitting is ineffective in the presence of limited
sample size because the fitting becomes increasingly distorted with limited
data, guiding algorithms towards graphical patterns that share higher fitting
scores and yet deviate considerably from the true graph. This highlights the
value of causal knowledge in these cases, as well as the need for more
appropriate fitting scores suitable for limited data. Lastly, the experiments
also provide new evidence that support the notion that results from simulated
data tell us little about actual real-world performance.
- Abstract(参考訳): ベイズネットワーク(BN)のグラフは、因果知識によって決定されるか、両方の組み合わせで学習することができる。
バイオインフォマティクスのような分野では、BN構造学習アルゴリズムを適用することで、未知のままの新たな洞察を明らかにすることができる。
しかし、これらのアルゴリズムは、実際のデータを扱う場合にしばしば発生するサンプルサイズにおいて、入力データが制限されている場合、効果が低い。
本稿では、純粋に機械学習と純粋に知識ベースのBNに焦点を当て、グラフィカル構造と暗黙の統計モデルがどのようにデータを説明しているかの違いを調査します。
テストは、BN構造がドメイン知識によって決定された以前の4つのケーススタディに基づいている。
知識に基づくグラフを,TETRADで実装された3つの学習クラスにまたがる様々なアルゴリズムから生成された機械学習グラフと比較した。
その結果、アルゴリズムはより高いモデル選択スコアを持つグラフを生成する一方で、知識に基づくグラフは興味のある変数のより正確な予測因子であることがわかった。
スコアフィッティングの最大化は、限られたデータで歪みが増し、より高いスコアを共有しながら真のグラフからかなり逸脱するグラフィカルなパターンにアルゴリズムを導くため、限られたサンプルサイズの存在下では効果がない。
これは、これらのケースにおける因果知識の価値と、限られたデータに適した適切なスコアの必要性を強調する。
最後に、シミュレーションデータの結果が実際の実世界のパフォーマンスについてほとんどわからないという概念を支持する新たな証拠も提示しています。
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