One of the main approaches for causal structure learning is constraint-based methods. These methods are particularly valued as they are guaranteed to asymptotically find a structure which is statistically equivalent to the ground truth. However, they may require exponentially large number of conditional independence (CI) tests in the number of variables of the system. In this paper, we propose a novel recursive constraint-based method for causal structure learning. The key idea of the proposed approach is to recursively use Markov blanket information in order to identify a variable that can be removed from the set of variables without changing the statistical relations among the remaining variables. Once such a variable is found, its neighbors are identified, the removable variable is removed, and the Markov blanket information of the remaining variables is updated. Our proposed approach reduces the required number of conditional independence tests for structure learning compared to the state of the art. We also provide a lower bound on the number of CI tests required by any constraint-based method. Comparing this lower bound to our achievable bound demonstrates the efficiency of our approach. We evaluate and compare the performance of the proposed method on both synthetic and real world structures against the state of the art.


翻译:因果结构学习的主要方法之一是制约性方法。这些方法特别受到重视,因为它们保证在统计上找到一个与地面真理相等的结构。然而,它们可能需要对系统变量的数量进行数量惊人的有条件独立测试。在本文件中,我们提议对因果结构学习采用一种新的循环约束性约束性方法。拟议方法的关键思想是反复使用Markov总体信息,以便在不改变其余变量之间的统计关系的情况下,从一组变量中找出一个可以删除的变量。一旦发现这种变量,就清除了可移动变量,并更新了剩余变量的马尔科夫总体信息。我们提议的方法减少了结构学习所需的有条件独立测试数量,与艺术现状相比。我们还就任何基于制约性方法所需的CI测试数量提供了较低的约束。将这一较低的约束与我们可实现的约束进行对比,显示了我们的方法的效率。我们评估并比较了拟议方法在合成结构和现实世界结构上与艺术状态的绩效。

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