論文の概要: Learning Causality for Longitudinal Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04980v1
- Date: Thu, 04 Dec 2025 16:51:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.278722
- Title: Learning Causality for Longitudinal Data
- Title(参考訳): 縦断データに対する学習因果関係
- Authors: Mouad EL Bouchattaoui,
- Abstract要約: この論文は、高次元の時間変化データにおける因果推論と因果表現学習の手法を開発する。
最初のコントリビューションは、個別処理効果(ITE)を推定するモデルであるCDVAE(Causal Dynamic Variational Autoencoder)の導入である。
第2のコントリビューションでは,Contrastive Predictive Coding (CPC) とInfoMaxによって強化された RNN に基づく長期的反事実回帰のための効率的なフレームワークを提案する。
第3のコントリビューションは、潜伏が観察された変数にどのように現れるかに対処することでCRLを前進させる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.2691047660244335
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This thesis develops methods for causal inference and causal representation learning (CRL) in high-dimensional, time-varying data. The first contribution introduces the Causal Dynamic Variational Autoencoder (CDVAE), a model for estimating Individual Treatment Effects (ITEs) by capturing unobserved heterogeneity in treatment response driven by latent risk factors that affect only outcomes. CDVAE comes with theoretical guarantees on valid latent adjustment and generalization bounds for ITE error. Experiments on synthetic and real datasets show that CDVAE outperforms baselines, and that state-of-the-art models greatly improve when augmented with its latent substitutes, approaching oracle performance without access to true adjustment variables. The second contribution proposes an efficient framework for long-term counterfactual regression based on RNNs enhanced with Contrastive Predictive Coding (CPC) and InfoMax. It captures long-range dependencies under time-varying confounding while avoiding the computational cost of transformers, achieving state-of-the-art results and introducing CPC into causal inference. The third contribution advances CRL by addressing how latent causes manifest in observed variables. We introduce a model-agnostic interpretability layer based on the geometry of the decoder Jacobian. A sparse self-expression prior induces modular, possibly overlapping groups of observed features aligned with shared latent influences. We provide recovery guarantees in both disjoint and overlapping settings and show that meaningful latent-to-observed structure can be recovered without anchor features or single-parent assumptions. Scalable Jacobian-based regularization techniques are also developed.
- Abstract(参考訳): この論文は、高次元・時間変化データにおける因果推論と因果表現学習(CRL)の手法を開発する。
最初のコントリビューションはCausal Dynamic Variational Autoencoder (CDVAE) を導入し、これは個人治療効果(ITE)を推定するためのモデルであり、結果のみに影響を与える潜在リスク因子によって引き起こされる治療応答における不均一性を捉える。
CDVAEは、ITEエラーに対する有効な潜在調整と一般化境界に関する理論的保証を伴っている。
合成および実データを用いた実験では、CDVAEはベースラインよりも優れており、最先端のモデルは、真の調整変数にアクセスせずにオラクルのパフォーマンスに近づいた。
第2のコントリビューションでは,Contrastive Predictive Coding (CPC) とInfoMaxによって強化された RNN に基づく長期的反事実回帰のための効率的なフレームワークを提案する。
変換器の計算コストを回避し、最先端の結果を達成し、因果推論にCPCを導入する。
第3のコントリビューションは、潜伏が観察された変数にどのように現れるかに対処することでCRLを前進させる。
本稿ではデコーダヤコビアンの幾何学に基づくモデルに依存しない解釈可能性層を提案する。
スパース自己表現はモジュラーを誘導し、おそらく重複する観測された特徴群を共有潜在影響と整合させる。
重なり合う設定と重なり合う設定の両方でリカバリ保証を行い、アンカー機能や単一パースペクティブな仮定なしで有意義な潜在的構造を復元できることを示します。
スケーラブルなヤコビアンベースの正規化技術も開発されている。
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