論文の概要: Characterization and Learning of Causal Graphs from Hard Interventions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01037v1
- Date: Fri, 02 May 2025 06:20:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-05 17:21:19.932921
- Title: Characterization and Learning of Causal Graphs from Hard Interventions
- Title(参考訳): ハードインターベンションからの因果グラフのキャラクタリゼーションと学習
- Authors: Zihan Zhou, Muhammad Qasim Elahi, Murat Kocaoglu,
- Abstract要約: 因果発見は、観測データ中の条件独立性(CI)不変性をd-セパレーションを介して対応するグラフィカル制約にリンクすることを含む。
本稿では、ハード介入の枠組みの中で、Pearlのdo-calusと基本的に結びついているグラフィカル制約の集合を提案する。
また、ハード介入から複数のデータセットを統合する学習アルゴリズムを提案し、新しいルールを導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.823521786512908
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A fundamental challenge in the empirical sciences involves uncovering causal structure through observation and experimentation. Causal discovery entails linking the conditional independence (CI) invariances in observational data to their corresponding graphical constraints via d-separation. In this paper, we consider a general setting where we have access to data from multiple experimental distributions resulting from hard interventions, as well as potentially from an observational distribution. By comparing different interventional distributions, we propose a set of graphical constraints that are fundamentally linked to Pearl's do-calculus within the framework of hard interventions. These graphical constraints associate each graphical structure with a set of interventional distributions that are consistent with the rules of do-calculus. We characterize the interventional equivalence class of causal graphs with latent variables and introduce a graphical representation that can be used to determine whether two causal graphs are interventionally equivalent, i.e., whether they are associated with the same family of hard interventional distributions, where the elements of the family are indistinguishable using the invariances from do-calculus. We also propose a learning algorithm to integrate multiple datasets from hard interventions, introducing new orientation rules. The learning objective is a tuple of augmented graphs which entails a set of causal graphs. We also prove the soundness of the proposed algorithm.
- Abstract(参考訳): 経験科学における根本的な課題は、観察と実験を通じて因果構造を明らかにすることである。
因果発見は、観測データの条件独立性(CI)不変性と、d-セパレーションによる対応するグラフィカル制約を関連付ける。
本稿では、ハード介入による複数の実験分布からのデータと、観測分布からのデータにアクセス可能な一般的な設定について考察する。
異なる介入分布を比較することで、ハード介入の枠組みの中で、パールのdo-calusと基本的に結びついているグラフィカルな制約の集合を提案する。
これらのグラフィカル制約は、各グラフィカル構造と、do-calculusの規則と整合した介入分布の集合を関連付ける。
我々は、潜伏変数を持つ因果グラフの相互同値類を特徴付けるとともに、2つの因果グラフが相互同値であるか否かを判定するためのグラフィカル表現を導入する。
また、ハード介入から複数のデータセットを統合する学習アルゴリズムを提案し、新しいオリエンテーションルールを導入する。
学習目的は、一連の因果グラフを含む拡張グラフのタプルである。
また,提案アルゴリズムの健全性も証明する。
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