This article introduces a causal discovery method to learn nonlinear relationships in a directed acyclic graph with correlated Gaussian errors due to confounding. First, we derive model identifiability under the sublinear growth assumption. Then, we propose a novel method, named the Deconfounded Functional Structure Estimation (DeFuSE), consisting of a deconfounding adjustment to remove the confounding effects and a sequential procedure to estimate the causal order of variables. We implement DeFuSE via feedforward neural networks for scalable computation. Moreover, we establish the consistency of DeFuSE under an assumption called the strong causal minimality. In simulations, DeFuSE compares favorably against state-of-the-art competitors that ignore confounding or nonlinearity. Finally, we demonstrate the utility and effectiveness of the proposed approach with an application to gene regulatory network analysis. The Python implementation is available at https://github.com/chunlinli/defuse.


翻译:本文提出了一种因果发现方法,用于在存在相关高斯误差(由混杂因素引起)的有向无环图中学习非线性关系。首先,我们在次线性增长假设下推导了模型的可识别性。随后,我们提出了一种名为“去混杂函数结构估计”(DeFuSE)的新方法,该方法包含去除混杂效应的去混杂调整步骤,以及用于估计变量因果顺序的序贯程序。我们通过前馈神经网络实现DeFuSE以实现可扩展计算,并在强因果极小性假设下建立了DeFuSE的一致性。在仿真实验中,DeFuSE相较于忽略混杂或非线性的现有最优方法展现出显著优势。最后,我们通过基因调控网络分析的应用案例验证了所提方法的实用性与有效性。Python实现代码见https://github.com/chunlinli/defuse。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
73+阅读 · 2022年7月11日
Meta最新WWW2022《联邦计算导论》教程,附77页ppt
专知会员服务
60+阅读 · 2022年5月5日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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 · 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
1+阅读 · 2013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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
Arxiv
45+阅读 · 2022年9月19日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关论文
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
Arxiv
45+阅读 · 2022年9月19日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
相关基金
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
1+阅读 · 2013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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员