Identifiability of discrete statistical models with latent variables is known to be challenging to study, yet crucial to a model's interpretability and reliability. This work presents a general algebraic technique to investigate identifiability of discrete models with latent and graphical components. Specifically, motivated by diagnostic tests collecting multivariate categorical data, we focus on discrete models with multiple binary latent variables. We consider the BLESS model in which the latent variables can have arbitrary dependencies among themselves while the latent-to-observed measurement graph takes a "star-forest" shape. We establish necessary and sufficient graphical criteria for identifiability, and reveal an interesting and perhaps surprising geometry of blessing-of-dependence: under the minimal conditions for generic identifiability, the parameters are identifiable if and only if the latent variables are not statistically independent. Thanks to this theory, we can perform formal hypothesis tests of identifiability in the boundary case by testing marginal independence of the observed variables. In addition to the BLESS model, we also use the technique to show identifiability and the blessing-of-dependence geometry for a more flexible model, which has a general measurement graph beyond a start forest. Our results give new understanding of statistical properties of graphical models with latent variables. They also entail useful implications for designing diagnostic tests or surveys that measure binary latent traits.


翻译:含潜变量的离散统计模型的可识别性研究历来具有挑战性,但对模型的可解释性与可靠性至关重要。本文提出一种通用代数技术,用于研究含潜变量及图结构组件的离散模型的可识别性。具体而言,受收集多元分类数据的诊断测试启发,我们聚焦于具有多个二元潜变量的离散模型。考虑潜变量间可任意依赖、而潜变量到观测变量的测量图呈"星形-森林"结构的BLESS模型。我们建立了可识别性的必要与充分图形判据,并揭示了一种有趣且可能令人惊讶的"依赖恩赐"几何特性:在保证一般可识别性的最小条件下,参数可识别当且仅当潜变量间统计不独立。基于该理论,我们可通过检验观测变量的边际独立性,对边界情形下的可识别性进行正式假设检验。除BLESS模型外,本文还运用该技术证明了更具灵活性的模型——其测量图突破星形森林结构——的可识别性及其"依赖恩赐"几何特性。研究结果深化了对含潜变量图模型统计特性的理解,并为设计测量二元潜特质的诊断测试或调查提供了实用启示。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
4+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
10+阅读 · 6月12日
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
6+阅读 · 6月12日
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
17+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员