When estimating causal effects from observational studies, researchers often need to adjust for many covariates to deconfound the non-causal relationship between exposure and outcome, among which many covariates are discrete. The behavior of commonly used estimators in the presence of many discrete covariates is not well understood since their properties are often analyzed under structural assumptions including sparsity and smoothness, which do not apply in discrete settings. In this work, we study the estimation of causal effects in a model where the covariates required for confounding adjustment are discrete but high-dimensional, meaning the number of categories $d$ is comparable with or even larger than sample size $n$. Specifically, we show the mean squared error of commonly used regression, weighting and doubly robust estimators is bounded by $\frac{d^2}{n^2}+\frac{1}{n}$. We then prove the minimax lower bound for the average treatment effect is of order $\frac{d^2}{n^2 \log^2 n}+\frac{1}{n}$, which characterizes the fundamental difficulty of causal effect estimation in the high-dimensional discrete setting, and shows the estimators mentioned above are rate-optimal up to log-factors. We further consider additional structures that can be exploited, namely effect homogeneity and prior knowledge of the covariate distribution, and propose new estimators that enjoy faster convergence rates of order $\frac{d}{n^2} + \frac{1}{n}$, which achieve consistency in a broader regime. The results are illustrated empirically via simulation studies.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
110+阅读 · 2021年8月27日
【CVPR2021】CausalVAE: 引入因果结构的解耦表示学习
专知会员服务
37+阅读 · 2021年3月28日
因果关联学习,Causal Relational Learning
专知会员服务
185+阅读 · 2020年4月21日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
【AAAI2021】对比聚类,Contrastive Clustering
专知
26+阅读 · 2021年1月30日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1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
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月19日
Arxiv
113+阅读 · 2020年2月5日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员