論文の概要: Partial Invariance for Classification under Structural Causal Models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.02254v1
- Date: Sun, 01 Nov 2026 22:18:07 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-11-03 20:08:23.981255
- Title: Partial Invariance for Classification under Structural Causal Models
- Title(参考訳): 構造因果モデルに基づく分類のための部分的不変性
- Abstract要約: ターゲット生成機構が環境によって異なる場合、目に見えない環境での予測は困難である。
本研究では,環境不変成分とラベル不変成分に対象条件分布を分解する部分的環境不変成分である環境-ラベル分離を導入する。
この部分的不変性は、ラベル付きトレーニングデータとラベル付きテスト特徴を用いた場合、未確認環境における目標条件分布の推定を可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.8241645653117042
- License:
- Abstract: Making predictions in an unseen environment from data collected across multiple training environments is challenging. This challenge is particularly pronounced when the target-generating mechanism varies across environments. In this work, we introduce environment-label separation, a form of partial environmental invariance that decomposes the target conditional distribution into an environment-invariant component and a label-invariant component. We show that this partial invariance enables estimation of the target conditional distribution in an unseen environment when using labeled training data together with unlabeled test features. Within the structural causal model framework, we provide sufficient conditions for environment-label separation. Building on these conditions, we develop an algorithm, dIMP-Classifier, which jointly minimizes an estimate of the test risk and encourages invariance across environments. We further provide finite-sample guarantees that characterize the test risk in terms of deviations from invariance, estimation error, and sample complexity. Experiments on simulated data and the real-world light tunnel Causal Chamber data demonstrate that the proposed approach can perform under interventions on the target mechanism and consistently outperforms the considered standard and invariance-based baselines.
- Abstract(参考訳): 複数のトレーニング環境にまたがって収集されたデータから、目に見えない環境で予測するのは難しい。
この課題は、ターゲット生成機構が環境によって異なる場合、特に顕著である。
本研究では,環境-ラベル分離という,対象条件分布を環境-不変成分とラベル-不変成分に分解する部分的環境不変量の形式を紹介する。
この部分的不変性は、ラベル付きトレーニングデータとラベル付きテスト特徴を用いた場合、未確認環境における目標条件分布の推定を可能にする。
構造因果モデルフレームワーク内では,環境とラベルの分離に十分な条件が提供される。
これらの条件に基づいて,テストリスクの推定を最小化し,環境間の分散を促進するアルゴリズム,dIMP-Classifierを開発した。
さらに、不変性、推定誤差、サンプルの複雑さから逸脱するテストリスクを特徴付ける有限サンプル保証を提供する。
シミュレーションデータと実世界の光トンネルCausal Chamberデータを用いた実験は,提案手法が目標機構の介入の下で実行可能であることを示し,標準および不変ベースラインを一貫して上回ることを示した。
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