The task of causal representation learning aims to uncover latent higher-level causal representations that affect lower-level observations. Identifying true latent causal representations from observed data, while allowing instantaneous causal relations among latent variables, remains a challenge, however. To this end, we start from the analysis of three intrinsic properties in identifying latent space from observations: transitivity, permutation indeterminacy, and scaling indeterminacy. We find that transitivity acts as a key role in impeding the identifiability of latent causal representations. To address the unidentifiable issue due to transitivity, we introduce a novel identifiability condition where the underlying latent causal model satisfies a linear-Gaussian model, in which the causal coefficients and the distribution of Gaussian noise are modulated by an additional observed variable. Under some mild assumptions, we can show that the latent causal representations can be identified up to trivial permutation and scaling. Furthermore, based on this theoretical result, we propose a novel method, termed Structural caUsAl Variational autoEncoder, which directly learns latent causal representations and causal relationships among them, together with the mapping from the latent causal variables to the observed ones. We show that the proposed method learns the true parameters asymptotically. Experimental results on synthetic and real data demonstrate the identifiability and consistency results and the efficacy of the proposed method in learning latent causal representations.


翻译:然而,为了达到这一目的,我们从分析三个内在特性开始,从观察中找出潜在的空间:过渡性、变异性、不确定性以及扩大不确定性。我们发现,过渡性是阻碍潜在因果关系陈述可辨别性的一个关键作用。为了解决因过渡性造成的无法辨别的问题,我们引入了一种新的可辨识性条件,即潜在因果关系模型符合线性-加苏西模式,其中因果系数和高斯噪音的分布由观察到的可辨别变量加以调节。根据一些温和的假设,我们可以表明,潜在因果关系表述可被确定为微不足道的变异和升级。此外,根据这一理论结果,我们提出了一种新型方法,称为结构性CASAl Variational 自动Encoder,直接学习潜在因果关系和因果关系,其中潜在的因果关系模式由线性-加苏西模型调节,其中因果系数和高斯噪音的分布由观察到的可辨识异性变量调节。我们从所观测到的正因果性模型中学习真实性,从所观测到的正因果性模型,从所观察到的正因果性变量到真实性分析结果。

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
71+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
243+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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 · 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 · 2009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11月3日
Arxiv
12+阅读 · 2021年6月29日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17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
71+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
243+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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 · 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 · 2009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