Understanding causal relationships between variables is fundamental across scientific disciplines. Most causal discovery algorithms rely on two key assumptions: (i) all variables are observed, and (ii) the underlying causal graph is acyclic. While these assumptions simplify theoretical analysis, they are often violated in real-world systems, such as biological networks. Existing methods that account for confounders either assume linearity or struggle with scalability. To address these limitations, we propose DCCD-CONF, a novel framework for differentiable learning of nonlinear cyclic causal graphs in the presence of unmeasured confounders using interventional data. Our approach alternates between optimizing the graph structure and estimating the confounder distribution by maximizing the log-likelihood of the data. Through experiments on synthetic data and real-world gene perturbation datasets, we show that DCCD-CONF outperforms state-of-the-art methods in both causal graph recovery and confounder identification. Additionally, we also provide consistency guarantees for our framework, reinforcing its theoretical soundness.


翻译:理解变量间的因果关系是跨科学学科的基础。大多数因果发现算法依赖于两个关键假设:(i) 所有变量均被观测,(ii) 底层因果图是无环的。尽管这些假设简化了理论分析,但在现实世界系统(如生物网络)中它们常常被违背。现有的考虑混杂因子的方法要么假设线性关系,要么难以扩展。为了应对这些局限性,我们提出了DCCD-CONF,这是一个新颖的框架,用于在存在未测量混杂因子的情况下,利用干预数据对非线性循环因果图进行可微分学习。我们的方法通过在优化图结构和通过最大化数据对数似然来估计混杂因子分布之间交替进行。通过在合成数据和真实世界基因扰动数据集上的实验,我们表明DCCD-CONF在因果图恢复和混杂因子识别方面均优于现有最先进的方法。此外,我们还为我们的框架提供了一致性保证,从而加强了其理论上的稳健性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【MIT博士论文】加速科学发现的因果建模实践算法
专知会员服务
26+阅读 · 2025年12月22日
ICML 2024 | 如何在含有隐变量的环境中识别因果关系?
专知会员服务
22+阅读 · 2024年7月18日
【苏黎世联邦理工博士论文】因果推断的混杂调整
专知会员服务
43+阅读 · 2022年11月7日
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
110+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
35+阅读 · 2021年7月1日
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20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
相关性≠因果:概率图模型和do-calculus
论智
31+阅读 · 2018年10月29日
【学界】融合对抗学习的因果关系抽取
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年7月14日
国家自然科学基金
1+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
9+阅读 · 2015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
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
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
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
1+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
9+阅读 · 2015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
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
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