Our goal is to recover time-delayed latent causal variables and identify their relations from measured temporal data. Estimating causally-related latent variables from observations is particularly challenging as the latent variables are not uniquely recoverable in the most general case. In this work, we consider both a nonparametric, nonstationary setting and a parametric setting for the latent processes and propose two provable conditions under which temporally causal latent processes can be identified from their nonlinear mixtures. We propose LEAP, a theoretically-grounded framework that extends Variational AutoEncoders (VAEs) by enforcing our conditions through proper constraints in causal process prior. Experimental results on various datasets demonstrate that temporally causal latent processes are reliably identified from observed variables under different dependency structures and that our approach considerably outperforms baselines that do not properly leverage history or nonstationarity information. This demonstrates that using temporal information to learn latent processes from their invertible nonlinear mixtures in an unsupervised manner, for which we believe our work is one of the first, seems promising even without sparsity or minimality assumptions.


翻译:我们的目标是从测量的时间数据中恢复时间延迟的潜在因果变数,并从测量的时间数据中确定其关系。从观察中估计与因果相关的潜在变数特别具有挑战性,因为在最一般的情况下,潜在变数并非独特的可回收性。在这项工作中,我们既考虑非参数性、非静止的设置,也考虑潜在过程的参数设置,并提议两个可辨别的条件,据此可以从非线性混合物中查明时间因果潜在变数。我们提议LEAP,这是一个理论上基于基础的框架,通过在因果关系过程之前的适当限制来实施我们的条件,扩展变异性自动电算器(VAE),从而扩展变异性自动电算器(VAE)。各种数据集的实验结果表明,从不同依赖结构下观察到的变数中可以可靠地识别出时间因果潜在变数过程,而且我们的方法大大超出基线,不能适当地利用历史或非静性信息。这说明,利用时间信息从不可测的非线性混合物中学习潜在过程。我们用时间信息,我们认为我们的工作是第一种,即使没有空间或最小的假设,也似乎有希望。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2021年8月8日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年7月15日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月14日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2021年8月8日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年7月15日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员