論文の概要: Causal de Finetti: On the Identification of Invariant Causal Structure in Exchangeable Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.15756v3
- Date: Fri, 24 May 2024 12:12:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-28 00:41:01.413823
- Title: Causal de Finetti: On the Identification of Invariant Causal Structure in Exchangeable Data
- Title(参考訳): Causal de Finetti:交換可能なデータにおける不変因果構造の同定について
- Authors: Siyuan Guo, Viktor Tóth, Bernhard Schölkopf, Ferenc Huszár,
- Abstract要約: 制約に基づく因果探索法は、条件付き独立試験を利用して、様々な応用において因果関係を推定する。
交換可能なデータには、i.d.$$データよりもリッチな条件付き独立構造が含まれており、よりリッチな構造が因果発見にどのように活用できるかを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 45.389985793060674
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Constraint-based causal discovery methods leverage conditional independence tests to infer causal relationships in a wide variety of applications. Just as the majority of machine learning methods, existing work focuses on studying $\textit{independent and identically distributed}$ data. However, it is known that even with infinite i.i.d.$\ $ data, constraint-based methods can only identify causal structures up to broad Markov equivalence classes, posing a fundamental limitation for causal discovery. In this work, we observe that exchangeable data contains richer conditional independence structure than i.i.d.$\ $ data, and show how the richer structure can be leveraged for causal discovery. We first present causal de Finetti theorems, which state that exchangeable distributions with certain non-trivial conditional independences can always be represented as $\textit{independent causal mechanism (ICM)}$ generative processes. We then present our main identifiability theorem, which shows that given data from an ICM generative process, its unique causal structure can be identified through performing conditional independence tests. We finally develop a causal discovery algorithm and demonstrate its applicability to inferring causal relationships from multi-environment data. Our code and models are publicly available at: https://github.com/syguo96/Causal-de-Finetti
- Abstract(参考訳): 制約に基づく因果探索法は、条件付き独立試験を利用して、様々な応用において因果関係を推定する。
機械学習の手法の大部分がそうであるように、既存の研究は$\textit{independent and samely distributed}$データの研究に重点を置いている。
しかし、無限の i.i.d.$\ のデータであっても、制約ベースの手法は広いマルコフ同値クラスまでの因果構造を識別することができ、因果発見の基本的な制限を課すことが知られている。
本研究では、交換可能なデータには、i.d.$\ $データよりもリッチな条件付き独立構造が含まれており、よりリッチな構造が因果発見にどのように活用できるかを示す。
この定理は、ある非自明な条件付き独立性を持つ交換可能な分布は、常に$\textit{independent causal mechanism (ICM)$generative processとして表すことができるというものである。
そこで本論では, ICM生成過程から得られたデータから, 条件付き独立性試験により, その特異な因果構造を同定できることを示す。
最終的に因果探索アルゴリズムを開発し,その多環境データから因果関係を推定できることを示す。
私たちのコードとモデルは、https://github.com/syguo96/Causal-de-Finettiで公開されています。
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