基于希尔伯特施密特独立性验证的因果推断方法研究

来源 :南华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ak471982
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着机器学习,大数据技术,云计算技术的发展,人工智能领域产生了一系列的研究热点,因果关系发现就是其中之一。2011年Turing Award获得者,贝叶斯网络提出者,Judea Pearl曾说人工智能陷入相关关系的陷阱而忽视了因果关系,其认为学者应将关注领域聚焦在因果关系上,因为这可能是达成人工智能的唯一路径[1]。尽管近年来有很多从观测数据中寻找因果关系的方法被提出,但是在混合类型数据以及在多元变量数据上,因果推断依然存在准确率低,识别出的因果图与真实出入较大的现象。基于此本文首先论述了因果推断的相关理论和经典的因果推断方法,然后针对上述问题本文的主要工作有:在二元变量混合类型观测数据的因果推断上提出了一种基于神经网络的双向加性噪声模型(Dual-ANM-MM)进行变量间的因果方向识别。该模型能够较好地处理基于混合加性噪声模型生成的二元变量观测数据的因果推断问题。该方法改进了原始混合加性噪声模型的损失函数,在其中添加了结果变量和分布参数的希尔伯特施密特独立性,然后使用使用梯度下降法来最优化改进的损失函数,最后分别比较分布参数与原因变量,结果变量之间独立性来确定混合二元变量的因果方向。本文在理论上验证了方法的可行性,并在模拟生成的数据和causal-effect公开数据集上进行验证,实验结果表明该算法的准确率较传统的IGCI,ANM,PNL,LiNGAM,SLOPE方法具有一定的提高。在多元变量的观测数据上提出了一个用于解决多元变量间因果推断问题的框架(CIMV),该框架能够从观测数据中推断出一个完整的因果网络结构图。该框架需要预设置两个阈值ε,δ参数(通过实验测试得出),其中ε用于互信息独立性测试来识别直接节点,δ用于条件互信息删除错误的直接节点,从而形成一个因果无向图;然后在逻辑结构上使用CDI算法识别V-结构和三角结构中的方向,再将逻辑上不能识别的方向采用混合了多种二元变量因果推断的方法进行识别(如果二元变量的数据是混合类型数据则使用Dual-ANM-MM),直到无向图中的每个节点周围的边的方向都被识别,即得到一个完整的因果网络图。本文分别在模拟生成数据和真实贝叶斯网络上进行了实验,结果表明提出的框架能够较好的处理多元变量间的因果推断问题。
其他文献
栅栏覆盖(Barrier Coverage)问题作为无线传感器网络的(Wireless Sensor Networks,WSNs)覆盖问题之一,即在带状监测区域上部署传感器网络,网络内的节点之间的感知范围相互交
七星瓢虫Coccinella septempunctata.是一种优良的捕食性天敌昆虫,可捕食多种果树或农作物上的蚜虫,食量大,分布广,繁殖能力强。滞育是昆虫适应不良环境条件的一种遗传现象,
彼得·多伊格是英国当代画坛最具影响力的画家之一,多伊格的作品不仅被誉为“绘画的凯旋”,更拥有独具个人精神特色的绘画风格。在绘画方面,多伊格借鉴了不同时期先辈画家的艺术风格,以自己独特的视角,探索出新的创作方式。其作品中“孤独者”形象在他的艺术中具有十分重要的地位,是他个人精神气质和时代症候的体现,有着深刻内涵。多伊格作品中的“孤独者”形象主要受社会背景、思想来源、成长经历、艺术渊源四个方面的影响,
随着城市建设的发展,对于地下空间的开发越来越多,基坑工程问题也随之不断涌现出来。大连地处丘陵地带,山地多、平地少,地质条件复杂,基坑边坡失稳现象经常发生。结合中国农
无刷直流电机(BLDCM)具有效率高,速度快,寿命长,性能稳定等优点,已在工业自动化设备,医疗电子等诸多领域得到广泛应用。无刷直流电机可以联系结合多个变量,强大的连接,非线性
由于现阶段我国城市化水平的急速增长、人民生活水平的不断提高,使得人们对美的追求也在不断进步,进而对城市园林绿化美化的多样性以及丰富性提出了要求,为针对我国现有的草
在电力系统中,变压器的作用尤为显著,其运行状态直接关系到电力系统能否稳定运行。变压器发生故障的征兆与其产生的故障类型有着比较复杂的非线性关系,所以传统方法对于变压
在石油基不可降解塑料对生态环境造成的污染越来越严重和世界各国都在加大力度限制塑料使用的国际背景下,发展可持续和可降解聚合物以替代石油基塑料对环境保护和社会可持续
随着经济的快速发展,家庭收入不断增加,促使居民家庭对金融资产配置的需求增加,家庭投资从单一化转为多元化。合理的金融资产配置对于家庭来说至关重要,一方面可以有效地把控
由于风速具有随机性和不稳定性,风力发电系统在变桨距控制过程中很容易受风速波动的影响,风电出力波动性很大,因此提出了基于风速预测的风力发电机变桨距控制研究,对风机并网