Inferring a graphical structure with nodes for multiple responses and predictors is a fundamental statistical problem with broad applications from microbiome, ecology to genetics. While a multiresponse linear regression model seems like a straight-forward solution, we argue that treating it as a graphical model is flawed and caution should be taken because the regression coefficient matrix does not represent the adjacency matrix between response and predictor nodes that encodes the conditional dependence structure. This observation is especially important in biological settings when we have prior knowledge on the edges. Here, we propose an alternative model to the multiresponse linear regression whose solution yields a graph with edges that indeed represent conditional dependence. The solution to our model is sparse via Bayesian LASSO and is also guaranteed to be the sparse solution to Conditional Auto-Regressive (CAR) model. In addition, we propose an adaptive extension so that different shrinkage can be applied to different edges to incorporate edge-specific prior knowledge. Our model is computationally inexpensive through an efficient Gibbs sampling algorithm and can account for binary, counting and compositional responses via appropriate hierarchical structure. Finally, we apply our model to a human gut and a soil microbial composition datasets.


翻译:推断图形结构时带有多个响应和预测器的节点,这是微生物、生态和遗传学广泛应用的基本统计问题。多反应线性回归模型似乎是一种直向的解决方案,但我们认为,将它作为图形模型处理是有缺陷的,应当谨慎行事,因为回归系数矩阵并不代表反应和预测节点之间的相近矩阵,而该矩阵编码是有条件依赖结构的。当我们事先掌握了边缘知识时,这一观察在生物环境中尤其重要。这里,我们建议了多反应线性回归的替代模型,其解决方案产生一个带有边缘的图,确实代表有条件依赖性的图。我们模型的解决方案通过巴耶斯山LASOSO稀有,而且保证它成为条件性自动反向模型的稀少的解决方案。此外,我们建议了适应性扩展,以便不同的边缘可以应用不同的缩放法来纳入特定边缘的先前知识。我们的模型通过高效的Gibs抽样算法计算成本较低,并且可以通过适当的等级结构来计算二进制、计和成式反应。最后,我们将我们的模型应用于人类直径和土壤数据。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
124+阅读 · 2020年11月20日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
机器学习在材料科学中的应用综述,21页pdf
专知会员服务
47+阅读 · 2019年9月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年4月1日
Arxiv
0+阅读 · 2021年4月1日
Arxiv
7+阅读 · 2019年6月20日
Parsimonious Bayesian deep networks
Arxiv
5+阅读 · 2018年10月17日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员