論文の概要: Causal Discovery from Time Series with Hybrids of Constraint-Based and Noise-Based Algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.08765v2
- Date: Tue, 30 Apr 2024 17:12:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-01 20:07:22.746427
- Title: Causal Discovery from Time Series with Hybrids of Constraint-Based and Noise-Based Algorithms
- Title(参考訳): 制約に基づくアルゴリズムと雑音に基づくアルゴリズムのハイブリッドによる時系列からの因果発見
- Authors: Daria Bystrova, Charles K. Assaad, Julyan Arbel, Emilie Devijver, Eric Gaussier, Wilfried Thuiller,
- Abstract要約: 本稿では,制約に基づく手法と雑音に基づく手法のハイブリッド化のための,新しい包括的枠組みを提案する。
フレームワークは2つのクラスに構成されている。第1のクラスでは、真のグラフを含むスーパーグラフを特定するためにノイズベースの戦略を採用し、続いて不要なエッジを排除するための制約ベースの戦略を採用している。
フレームワークの有効性を検証するために、各クラスの2つのアルゴリズムが、シミュレーションデータ、現実的な生態データ、および多様なアプリケーションから得られた実際のデータセットで実験的にテストされる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.160056826111679
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Constraint-based methods and noise-based methods are two distinct families of methods proposed for uncovering causal graphs from observational data. However, both operate under strong assumptions that may be challenging to validate or could be violated in real-world scenarios. In response to these challenges, there is a growing interest in hybrid methods that amalgamate principles from both methods, showing robustness to assumption violations. This paper introduces a novel comprehensive framework for hybridizing constraint-based and noise-based methods designed to uncover causal graphs from observational time series. The framework is structured into two classes. The first class employs a noise-based strategy to identify a super graph, containing the true graph, followed by a constraint-based strategy to eliminate unnecessary edges. In the second class, a constraint-based strategy is applied to identify a skeleton, which is then oriented using a noise-based strategy. The paper provides theoretical guarantees for each class under the condition that all assumptions are satisfied, and it outlines some properties when assumptions are violated. To validate the efficacy of the framework, two algorithms from each class are experimentally tested on simulated data, realistic ecological data, and real datasets sourced from diverse applications. Notably, two novel datasets related to Information Technology monitoring are introduced within the set of considered real datasets. The experimental results underscore the robustness and effectiveness of the hybrid approaches across a broad spectrum of datasets.
- Abstract(参考訳): 制約に基づく手法とノイズに基づく手法は、観測データから因果グラフを明らかにするための2つの異なる方法群である。
しかしどちらも、現実のシナリオでは検証が難しい、あるいは違反される可能性のある強い前提の下で運用されている。
これらの課題に対応するため、仮定違反に対する堅牢性を示す両手法の原則を融合するハイブリッド手法への関心が高まっている。
本稿では,観測時系列から因果グラフを明らかにするために考案された制約に基づく手法と雑音に基づく手法のハイブリッド化のための,新しい包括的枠組みを提案する。
フレームワークは2つのクラスで構成されています。
最初のクラスでは、真のグラフを含むスーパーグラフを特定するためにノイズベースの戦略を採用し、続いて不要なエッジを排除するための制約ベースの戦略を採用している。
第2のクラスでは、制約ベースの戦略を適用してスケルトンを特定し、ノイズベースの戦略を用いて指向する。
この論文は、すべての仮定が満たされているという条件の下で、各クラスに対して理論的保証を提供し、仮定が破られたときのいくつかの特性を概説する。
フレームワークの有効性を検証するために、各クラスの2つのアルゴリズムが、シミュレーションデータ、現実的な生態データ、および多様なアプリケーションから得られた実際のデータセットで実験的にテストされる。
特に、情報技術モニタリングに関連する2つの新しいデータセットが、検討された実際のデータセットのセットに導入されている。
実験結果は、幅広いデータセットにまたがるハイブリッドアプローチの堅牢性と有効性を強調した。
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