Most causal discovery algorithms find causal structure among a set of observed variables. Learning the causal structure among latent variables remains an important open problem, particularly when using high-dimensional data. In this paper, we address a problem for which it is known that inputs cause outputs, and these causal relationships are encoded by a causal network among a set of an unknown number of latent variables. We developed a deep learning model, which we call a redundant input neural network (RINN), with a modified architecture and a regularized objective function to find causal relationships between input, hidden, and output variables. More specifically, our model allows input variables to directly interact with all latent variables in a neural network to influence what information the latent variables should encode in order to generate the output variables accurately. In this setting, the direct connections between input and latent variables makes the latent variables partially interpretable; furthermore, the connectivity among the latent variables in the neural network serves to model their potential causal relationships to each other and to the output variables. A series of simulation experiments provide support that the RINN method can successfully recover latent causal structure between input and output variables.


翻译:多数因果发现算法在一组观察到的变量中找到因果结构。 学习潜伏变量之间的因果结构仍然是一个重要的开放问题, 特别是在使用高维数据时。 在本文中, 我们处理一个已知投入导致产出的问题, 这些因果关系是由一组未知的潜在变量组成的因果网络编码的。 我们开发了一个深层次学习模型, 我们称之为冗余输入神经网络( IRIN), 其结构经过修改, 以及一个常规目标功能, 以寻找输入、 隐藏和输出变量之间的因果关系。 更具体地说, 我们的模式允许输入变量与神经网络中所有潜在变量直接互动, 以影响潜在变量应编码的信息, 以便准确生成输出变量。 在此设置中, 输入和潜在变量之间的直接关联使得潜在变量可以部分解释; 此外, 神经网络中的潜在变量之间的连接有助于模拟它们与输入变量和输出变量之间的潜在因果关系。 一系列模拟实验支持 RINN 方法能够成功恢复输入和输出变量之间的潜在因果结构。

0
下载
关闭预览

相关内容

【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
因果关联学习,Causal Relational Learning
专知会员服务
182+阅读 · 2020年4月21日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19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
103+阅读 · 2019年10月9日
内涵网络嵌入:Content-rich Network Embedding
我爱读PAMI
4+阅读 · 2019年11月5日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+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
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
Deep Learning & Neural Network 免费学习资源【译】
乐享数据DataScientists
5+阅读 · 2017年8月20日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
19+阅读 · 2018年10月25日
Neural Architecture Optimization
Arxiv
8+阅读 · 2018年9月5日
VIP会员
相关VIP内容
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
因果关联学习,Causal Relational Learning
专知会员服务
182+阅读 · 2020年4月21日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19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
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
内涵网络嵌入:Content-rich Network Embedding
我爱读PAMI
4+阅读 · 2019年11月5日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+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
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
Deep Learning & Neural Network 免费学习资源【译】
乐享数据DataScientists
5+阅读 · 2017年8月20日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
相关论文
Top
微信扫码咨询专知VIP会员