基于自回归流模型的因果结构学习算法

作者：卢小金; 陈薇; 郝志峰; 蔡瑞初^*

来源：计算机工程, 2023, 1-8.

DOI：10.19678/j.issn.1000-3428.0066564

• 因果结构学习
• 因果发现
• 加性噪声模型
• 因果自回归流模型
• 标准化流

从非时序观测数据中学习变量间的因果关系是许多专业领域的重要基本问题。因果自回归流模型已经在非独立噪声等场景的因果方向推断问题上取得了一定的进展，但在多个结点的场景下仍存在全局结构搜索带来的准确度低和计算时间复杂度高的问题。为此，本文面向非时序观察数据设计了一种两阶段因果结构学习算法：第一阶段基于观测数据的条件独立性对完全无向图通过条件独立性检验得到基本的因果骨架，第二阶段基于因果自回归流模型，通过标准化流的方法计算骨架中每条无向边在不同方向下的边缘似然概率，进而通过比较边缘似然概率进行因果方向推断。实验结果表明，该算法在多组不同参数生成的仿真因果结构数据集上均具有更好的表现，与现有的主流因果结构学习算法相比，F1值平均提升15%-28%。在真实因果结构数据集实验中，本文提出的算法能够较为完整准确地学习到变量间的因果关系，与主流的因果机构学习算法进行对比，该算法的F1值相较对比方法提升了28%-48%，具有更强的鲁棒性。

• 单位
  广东工业大学; 汕头大学