Learning causal relationships solely from observational data provides insufficient information about the underlying causal mechanism and the search space of possible causal graphs. As a result, often the search space can grow exponentially for approaches such as Greedy Equivalence Search (GES) that uses a score-based approach to search the space of equivalence classes of graphs. Prior causal information such as the presence or absence of a causal edge can be leveraged to guide the discovery process towards a more restricted and accurate search space. In this study, we present KGS, a knowledge-guided greedy score-based causal discovery approach that uses observational data and structural priors (causal edges) as constraints to learn the causal graph. KGS is a novel application of knowledge constraints that can leverage any of the following prior edge information between any two variables: the presence of a directed edge, the absence of an edge, and the presence of an undirected edge. We extensively evaluate KGS across multiple settings in both synthetic and benchmark real-world datasets. Our experimental results demonstrate that structural priors of any type and amount are helpful and guide the search process towards an improved performance and early convergence.


翻译:仅依靠观测数据学习因果关系可能提供的关于潜在因果机制和可能因果图的搜索空间信息不足。因此,对于使用基于分数的方法搜索等价类图空间的方法(如贪心等价搜索 (GES)),搜索空间往往可以呈指数级增长。 先前的因果信息,例如边的存在或不存在,可用于引导发现过程,使其更加局限和准确的搜索空间。在本研究中,我们提出一种名为 KGS 的知识引导贪婪评分因果发现方法,该方法使用观测数据和结构先验(因果边)作为约束来学习因果图。 KGS 是一种使用知识约束的新颖应用,可以利用任何两个变量之间的以下先前边缘信息:有向边的存在,没有边,以及无向边的存在。我们在多个设置中广泛评估了 KGS,包括合成数据和基准实际数据集。我们的实验结果表明,任何类型和数量的结构先验都是有帮助的,并且可以指导搜索过程以实现更好的性能和早期收敛。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
38+阅读 · 2020年2月10日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
ICLR2023推荐系统投稿论文集锦
图与推荐
0+阅读 · 2022年11月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
3+阅读 · 2013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
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012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 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月26日
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
Arxiv
101+阅读 · 2020年3月4日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
38+阅读 · 2020年2月10日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
3+阅读 · 2013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
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员