In modern scientific research, the objective is often to identify which variables are associated with an outcome among a large class of potential predictors. This goal can be achieved by selecting variables in a manner that controls the the false discovery rate (FDR), the proportion of irrelevant predictors among the selections. Knockoff filtering is a cutting-edge approach to variable selection that provides FDR control. Existing knockoff statistics frequently employ linear models to assess relationships between features and the response, but the linearity assumption is often violated in real world applications. This may result in poor power to detect truly prognostic variables. We introduce a knockoff statistic based on the conditional prediction function (CPF), which can pair with state-of-art machine learning predictive models, such as deep neural networks. The CPF statistics can capture the nonlinear relationships between predictors and outcomes while also accounting for correlation between features. We illustrate the capability of the CPF statistics to provide superior power over common knockoff statistics with continuous, categorical, and survival outcomes using repeated simulations. Knockoff filtering with the CPF statistics is demonstrated using (1) a residential building dataset to select predictors for the actual sales prices and (2) the TCGA dataset to select genes that are correlated with disease staging in lung cancer patients.


翻译:在现代科学研究中,目标通常是识别大量潜在预测因子中哪些变量与结果相关。这一目标可通过在控制错误发现率(即选择中不相关预测因子的比例)的前提下进行变量选择来实现。Knockoff滤波是一种前沿的变量选择方法,能提供错误发现率控制。现有knockoff统计量常采用线性模型评估特征与响应变量之间的关系,但线性假设在实际应用中往往不成立,这可能导致检测真正预后变量的统计效能低下。我们提出了一种基于条件预测函数(CPF)的knockoff统计量,该统计量可与深度学习神经网络等最先进的机器学习预测模型配合使用。CPF统计量既能捕捉预测因子与结果之间的非线性关系,同时也能考虑特征间的相关性。通过重复模拟实验,我们展示了CPF统计量在连续型、分类型和生存结局中相较于常见knockoff统计量具有更优的统计效能。采用CPF统计量的Knockoff滤波方法在以下数据集中得到验证:(1)住宅建筑数据集中预测实际售价的因子选择;(2)TCGA数据集中识别与肺癌患者分期相关的基因选择。

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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
18+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
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
1+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
Arxiv
13+阅读 · 2022年4月30日
Arxiv
25+阅读 · 2018年1月24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
7+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
7+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
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
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
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
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
18+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
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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员