Directed Acyclic Graphs (DAGs) are central to uncovering causal structure in complex systems, yet learning a single DAG from data is often challenging: model uncertainty, finite samples, and a combinatorially large search space frequently yield unstable estimates. We propose DAGgr, a model averaging framework that aggregates multiple candidate DAGs into a single stable representation. Candidate graphs are weighted by their out-of-sample predictive likelihood across repeated data splits, and a thresholding rule on the resulting edge-importance scores guarantees that the aggregated graph is itself acyclic. We establish a finite-sample risk bound, prove that the procedure preserves acyclicity, and show that edge selection is consistent under mild conditions on the weights. Simulations across random, hub, and chain structures, together with an analysis of the Sachs et al. (2005) protein-signaling network, show that DAGgr matches or exceeds the best individual candidate while consistently outperforming bootstrap-aggregation baselines across structural recovery metrics.


翻译:有向无环图(DAG)是揭示复杂系统中因果结构的核心工具,然而从数据中学习单一DAG通常面临挑战:模型不确定性、有限样本以及组合爆炸式的搜索空间常导致估计结果不稳定。我们提出DAGgr框架——一种通过聚合多个候选DAG生成单一稳定表示的模型平均方法。候选图基于跨重复数据划分的样本外预测似然性进行加权,并通过边缘重要性得分的阈值规则确保聚合后的图本身保持无环性。我们建立了有限样本风险界限,证明了该过程能保持无环性,并在权重满足温和条件下证明了边缘选择的一致性。针对随机图、枢纽图与链状结构的仿真实验,以及对Sachs等(2005)蛋白质信号网络的分析表明,DAGgr在结构恢复指标上持平或超越最佳单一候选模型,同时始终优于基于自助法的聚合基线方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

《图神经网络不确定性》最新综述
专知会员服务
28+阅读 · 2024年3月13日
【KDD2023】发现动态因果空间进行DAG结构学习
专知会员服务
33+阅读 · 2023年6月9日
【AAAI2023】基于序图的因果结构强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年11月25日
【NeurIPS2021】序一致因果图的多任务学习
专知会员服务
20+阅读 · 2021年11月7日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
图神经网络最近这么火,不妨看看我们精选的这七篇
人工智能前沿讲习班
37+阅读 · 2018年12月10日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31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 · 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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
Tensor-based second-order causal discovery
Arxiv
0+阅读 · 6月16日
Arxiv
0+阅读 · 6月2日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31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 · 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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员