論文の概要: Robust Causal Discovery in Real-World Time Series with Power-Laws
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12257v1
- Date: Wed, 16 Jul 2025 14:02:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-17 19:00:11.422404
- Title: Robust Causal Discovery in Real-World Time Series with Power-Laws
- Title(参考訳): パワーローを用いた実時間時系列におけるロバスト因果発見
- Authors: Matteo Tusoni, Giuseppe Masi, Andrea Coletta, Aldo Glielmo, Viviana Arrigoni, Novella Bartolini,
- Abstract要約: 因果発見 (Causal Discovery, CD) は時系列における因果関係を探究するために提案されている。
CDアルゴリズムは、しばしばノイズに対する高い感度を示し、実際のデータに適用した場合、因果推論を誤解させる結果となる。
我々は、真の因果信号を増幅するパワー-法則スペクトル特徴の抽出に基づいて、ロバストなCD法を構築する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.070469857434042
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Exploring causal relationships in stochastic time series is a challenging yet crucial task with a vast range of applications, including finance, economics, neuroscience, and climate science. Many algorithms for Causal Discovery (CD) have been proposed, but they often exhibit a high sensitivity to noise, resulting in misleading causal inferences when applied to real data. In this paper, we observe that the frequency spectra of typical real-world time series follow a power-law distribution, notably due to an inherent self-organizing behavior. Leveraging this insight, we build a robust CD method based on the extraction of power -law spectral features that amplify genuine causal signals. Our method consistently outperforms state-of-the-art alternatives on both synthetic benchmarks and real-world datasets with known causal structures, demonstrating its robustness and practical relevance.
- Abstract(参考訳): 確率的時系列における因果関係の探索は、金融、経済学、神経科学、気候科学など、幅広い応用において難しいが重要な課題である。
因果探索(CD)のための多くのアルゴリズムが提案されているが、ノイズに対する高い感度を示すことが多く、実際のデータに適用した場合に因果推論が誤解を招く。
本稿では、典型的な実世界の時系列の周波数スペクトルが、特に固有の自己組織的行動のために、ゆるい分布に従うことを観察する。
この知見を活用することで、真の因果信号を増幅するパワー-法則スペクトル特徴の抽出に基づくロバストCD法を構築する。
提案手法は,既存の因果構造を持つ合成ベンチマークと実世界のデータセットの双方において,その堅牢性と実用的妥当性を実証し,最先端の代替手段を一貫して上回っている。
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