論文の概要: Score-based Causal Representation Learning: Linear and General Transformations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00849v3
- Date: Wed, 30 Oct 2024 01:47:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-31 14:24:58.996828
- Title: Score-based Causal Representation Learning: Linear and General Transformations
- Title(参考訳): スコアに基づく因果表現学習:線形および一般変換
- Authors: Burak Varıcı, Emre Acartürk, Karthikeyan Shanmugam, Abhishek Kumar, Ali Tajer,
- Abstract要約: 本稿は、識別可能性と達成可能性の両方に対処する。
スコアに基づくアルゴリズムのクラスを設計し、識別性と達成性の両方を保証する。
結果は構造化された合成データと画像データの実験によって実証的に検証される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 31.786444957887472
- License:
- Abstract: This paper addresses intervention-based causal representation learning (CRL) under a general nonparametric latent causal model and an unknown transformation that maps the latent variables to the observed variables. Linear and general transformations are investigated. The paper addresses both the identifiability and achievability aspects. Identifiability refers to determining algorithm-agnostic conditions that ensure recovering the true latent causal variables and the latent causal graph underlying them. Achievability refers to the algorithmic aspects and addresses designing algorithms that achieve identifiability guarantees. By drawing novel connections between score functions (i.e., the gradients of the logarithm of density functions) and CRL, this paper designs a score-based class of algorithms that ensures both identifiability and achievability. First, the paper focuses on linear transformations and shows that one stochastic hard intervention per node suffices to guarantee identifiability. It also provides partial identifiability guarantees for soft interventions, including identifiability up to ancestors for general causal models and perfect latent graph recovery for sufficiently non-linear causal models. Secondly, it focuses on general transformations and shows that two stochastic hard interventions per node suffice for identifiability. Notably, one does not need to know which pair of interventional environments have the same node intervened. Finally, the theoretical results are empirically validated via experiments on structured synthetic data and image data.
- Abstract(参考訳): 本稿では、一般的な非パラメトリック潜時因果モデルに基づく介入に基づく因果表現学習(CRL)と、潜時変数を観測変数にマッピングする未知の変換について述べる。
線形および一般変換について検討した。
本稿は、識別可能性と達成可能性の両方に対処する。
同定可能性 (Identifiability) とは、真の潜伏因果変数とそれらの下にある潜伏因果グラフの回復を保証するアルゴリズムに依存しない条件を決定することを指す。
達成可能性(Achievability)とは、識別可能性を保証するアルゴリズムの設計の側面を指す。
スコア関数(すなわち密度関数の対数勾配)とCRLの間の新しい接続を描画することにより、識別可能性と達成可能性の両方を保証するスコアベースのアルゴリズムのクラスを設計する。
まず、線形変換に焦点をあて、ノードごとの確率的ハード介入が、識別可能性を保証するのに十分であることを示す。
また、一般的な因果モデルに対する祖先への識別可能性や、十分な非線形因果モデルに対する完全な潜在グラフ回復など、ソフト介入に対する部分的な識別可能性を保証する。
第二に、一般変換に焦点をあて、ノード毎の2つの確率的ハード介入が識別可能性に十分であることを示す。
特に、どの介入環境がどのノードが介在しているかを知る必要はない。
最後に、理論的結果は構造化された合成データと画像データの実験を通して実証的に検証される。
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