We consider the problem of learning the structure of a causal directed acyclic graph (DAG) model in the presence of latent variables. We define latent factor causal models (LFCMs) as a restriction on causal DAG models with latent variables, which are composed of clusters of observed variables that share the same latent parent and connections between these clusters given by edges pointing from the observed variables to latent variables. LFCMs are motivated by gene regulatory networks, where regulatory edges, corresponding to transcription factors, connect spatially clustered genes. We show identifiability results on this model and design a consistent three-stage algorithm that discovers clusters of observed nodes, a partial ordering over clusters, and finally, the entire structure over both observed and latent nodes. We evaluate our method in a synthetic setting, demonstrating its ability to almost perfectly recover the ground truth clustering even at relatively low sample sizes, as well as the ability to recover a significant number of the edges from observed variables to latent factors. Finally, we apply our method in a semi-synthetic setting to protein mass spectrometry data with a known ground truth network, and achieve almost perfect recovery of the ground truth variable clusters.


翻译:我们考虑了在存在潜在变量的情况下学习因果定向循环图(DAG)模型结构的问题。我们将潜在因果因果模型(LFCMs)定义为限制带有潜在变量的因果DAG模型(LFCMs),该模型由观测到的变量组成的一组变量组成,这些变量具有相同的潜在母体,这些群体之间的关联由从观察到的变量到潜在变量的边缘所给出。LFCMs是由基因监管网络驱动的,这些网络的监管边缘与转录系数相对应,将空间集群基因连接在一起。我们在这个模型上展示了可识别性结果,并设计了一个连续的三阶段算法,以发现观测到的节点的组群,对集群进行部分排序,最后,对观测到的和潜在节点的整个结构进行整体结构。我们在一个合成环境中评估了我们的方法,表明它几乎完全恢复地面真相群的能力,即使在相对较低的采样大小,以及从观测到的变量的边缘到潜在因素的大量边缘的能力。最后,我们将我们的方法应用于与已知的地面真理网中蛋质质质质质质谱测量数据组的半合成的组合。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
241+阅读 · 2020年4月19日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关资讯
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员