SCMD: A Kernel-Based Distance for Structural Causal Models to Quantify Transferability Across Environments
本文提出结构因果模型距离（SCMD），一种基于核的距离度量，结合分布比较与干预比较，量化跨环境因果结构差异，为评估因果可迁移性提供理论保证与实验验证。
2025-10-23 math.ST stat.TH
Consistent Bayesian causal discovery for structural equation models with equal error variances
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本文提出一种贝叶斯DAG选择方法，在假设高斯SEM和相等误差方差的情况下，利用关键性质证明该方法在无需额外分布假设下一致恢复真实图结构。
2026-03-23 math.ST stat.ME stat.ML
Structural Causal Bottleneck Models
Department of Computer Science, University of Potsdam（波恩大学计算机科学系）；German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI)（德国人工智能研究中心）
本文提出结构因果瓶颈模型（SCBMs），通过低维摘要统计来捕捉高维变量间的因果效应，提供灵活的降维框架，并展示其在小样本迁移学习中的优势。
2026-10-19 cs.LG stat.ML
Causal programming: inference with structural causal models as finding instances of a relation
University of Maryland（马里兰大学）
本文提出了一个因果推断关系和因果规划作为一般框架的因果推断与结构因果模型。元组$\langle M, I, Q, F \rangle$是关系的实例，如果公式$F$计算因果查询$Q$，作为由一组模型假设$M$所包含的每个模型中的已知总体概率$I$的函数。因果推断中的许多问题都可以看作是满足给定条件的关系实例的枚举问题。这统一了一些以前研究的问题，包括因果效应识别，因果发现和选择偏差的恢复。此外，这种关系支持用结构因果模型将因果推断中的新问题形式化，例如研究设计问题。因果规划被提出作为因果推断的进一步推广，作为关于成本函数找到关系的最佳实例的问题。
2018-05-04 cs.AI stat.ME
Constraint-based Causal Discovery for Non-Linear Structural Causal Models with Cycles and Latent Confounders
Informatics Institute（信息学研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
我们解决的问题，因果发现数据，利用最近提出的因果建模框架的模块化结构因果模型（mSCM）来处理周期，潜在的混杂因素和非线性。本文引入了σ-连通图（σ-CG），这是一类新的具有附加结构的混合图（包含无向、双向和有向边），并将σ-分离的概念推广到σ-CG上，σ-分离是d-分离概念的适当推广.我们证明了σ-分离在边缘化和条件下的封闭性，并利用这一点来实现σ-CG上的σ-分离测试。然后，这将我们带到第一个因果发现算法，该算法可以处理非线性函数关系，潜在混杂因素，循环因果关系以及来自不同（随机）完美干预的数据。作为概念证明，我们在合成数据上展示了该算法如何恢复模块化结构因果模型的因果图的特征。
2018-07-09 cs.AI cs.LG stat.ML
Automatic Debiased Machine Learning of Causal and Structural Effects
许多因果和结构效应依赖于回归。例子包括政策效应、平均衍生工具、回归分解、平均治疗效应、因果中介和经济结构模型的参数。回归可能是高维的，这使得机器学习很有用。将机器学习器插入到识别方程中可能会导致由于正则化和/或模型选择的偏差而导致的不良推断。本文给出了线性和非线性回归函数的自动去偏方法。在使用Lasso和感兴趣的函数时，去偏置是自动的，而不需要完整形式的偏置校正。去偏可以应用于任何回归学习器，包括神经网络，随机森林，Lasso，boosting和其他高维方法。除了提供的偏差校正，我们给出了标准误差，是强大的误设定，收敛速度的偏差校正，和原始条件的渐近推断估计的各种估计的结构和因果关系的影响。自动去偏机器学习用于估计新南威尔士州工作培训数据对接受治疗者的平均治疗效果，并根据尼尔森扫描仪数据估计需求弹性，同时允许偏好与价格和收入相关。
2022-10-21 econ.EM math.ST stat.TH
Relating Graph Neural Networks to Structural Causal Models
TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；DeepMind；Google（谷歌）
因果关系可以用结构因果模型（SCM）来描述，该模型携带有关感兴趣的变量及其机械关系的信息。对于大多数感兴趣的过程，底层的SCM只能部分地观察到，因此因果推理试图利用暴露的过程。图神经网络（GNN）作为结构化输入的通用逼近器，为因果学习提供了一个可行的候选者，这表明它与SCM的集成更紧密。为此，我们提出了一个理论分析，从第一原则，建立了一个更一般的看法神经因果模型，揭示了GNN和SCM之间的几个新的连接。我们建立了一个新的基于GNN的因果推理模型类，它是因果效应识别的必要和充分条件。我们的模拟和标准基准的实证说明验证了我们的理论证明。
2021-10-22 cs.LG stat.ML
Learning Structural Causal Models through Deep Generative Models: Methods, Guarantees, and Challenges
Ekimetrics（埃基梅特里克公司）；INRIA Saclay（法国国家信息与自动化研究所萨克雷分所）；TAU（特拉维夫大学）；LISN（巴黎第十一大学科学与工业技术实验室）
本文综述了深度结构因果模型（DSCMs）在已知因果结构下利用观测数据回答反事实查询的能力，分析了其假设、保证与应用，并指出了该领域的挑战与未来方向。
2024-05-08 cs.LG stat.ML
Structural Agnostic Modeling: Adversarial Learning of Causal Graphs
本文提出了一种新的因果发现方法--结构不可知建模（SAM）。SAM利用条件独立性和分布不对称性，旨在从观测数据中找到潜在的因果结构。该方法是基于不同的球员之间的游戏，估计每个变量的分布有条件的其他神经网络，和一个对手，旨在区分所生成的数据对原始数据。结合分布估计，稀疏性和无环性约束的学习准则是用来执行通过随机梯度下降的图的结构和参数的优化。SAM在合成和真实数据上进行了广泛的实验验证。
2022-07-25 stat.ML
Learning Structural Causal Models from Ordering: Identifiable Flow Models
Applied Artificial Intelligence Institute (A2I2), Deakin University（迪肯大学应用人工智能研究所（A2I2））
本研究针对仅含观测数据与有效因果排序的因果推断问题，提出可辨识流模型，能同时学习因果机制、降低复杂度，性能优于现有最优方法且计算效率更高，适用于大型结构因果模型。
2024-12-13 cs.AI cs.LG stat.ML
Probabilistic Active Learning of Functions in Structural Causal Models
Max Planck Institute for Intelligent Systems（马克斯·普朗克智能系统研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
我们考虑的问题，学习的功能计算儿童从父母的结构因果模型，一旦潜在的因果图已被确定。这在某种意义上是因果发现之后的第二步。以概率的方法来估计这些功能，我们得出一个自然的近视主动学习计划，确定的干预，这是最佳的信息，所有的未知功能联合，以前观察到的数据。我们测试派生的算法简单的例子，证明他们产生一个结构化的探索政策，显着改善非结构化的基线。
2017-06-30 cs.AI cs.LG stat.ML
Foundations of Structural Causal Models with Latent Selection
本文提出通过结构因果模型理论基础解决潜在选择问题，引入条件操作以保留因果语义并简化分析。
2025-11-16 cs.AI cs.LG math.ST
Deep Structural Causal Models for Tractable Counterfactual Inference
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
我们制定了一个通用框架，用于构建具有深度学习组件的结构因果模型（SCM）。所提出的方法采用规范化流和变分推断来实现对外源噪声变量的易处理的推理-这是现有深度因果学习方法中缺少的反事实推理的关键步骤。我们的框架在MNIST上构建的合成数据集以及真实世界的大脑MRI扫描医学数据集上进行了验证。我们的实验结果表明，我们可以成功地训练深SCM，能够所有三个层次的珍珠的阶梯的因果关系：关联，干预和反事实，从而产生一个强大的新方法来回答因果问题的成像应用和超越。我们所有实验的代码都可以在https://github.com/biomedia-mira/deepscm上找到。
2020-10-22 cs.LG stat.ML
Integrating Markov processes with structural causal modeling enables counterfactual inference in complex systems
Gamalon Inc.（Gamalon公司）；Northeastern University（东北大学）
这篇文章提供了一个一般的和实用的框架，铸造一个马尔可夫过程模型的系统在平衡作为一个结构的因果模型，并进行反事实推理。马尔可夫过程在数学上描述了系统中的机制，并预测系统在干预时的平衡行为，但不支持反事实推理。相反，结构因果模型支持反事实推理，但不确定的机制。本手稿利用了这两种方法的优点。我们定义的结构因果模型的参数和平衡动态的马尔可夫过程模型，并从这些设置反事实推理流。所提出的方法消除了结构因果模型的可识别性缺陷，因为反事实推理与从马尔可夫过程模型模拟的反事实轨迹是一致的。我们展示了这个框架的好处，在复杂的生物分子系统的非线性动力学的案例研究。我们说明了，在存在马尔可夫过程模型误指定，反事实推理利用先验数据，因此估计干预的结果比直接模拟更准确。
2019-11-06 cs.LG q-bio.MN stat.AP
Identification in Tree-shaped Linear Structural Causal Models
University of Lübeck（吕贝克大学）；Saarland University（萨尔大学）
线性结构方程模型将直接因果效应表示为有向边，将混杂因素表示为双向边。一个开放的问题是从节点之间的相关性中识别因果参数。我们调查模型，其有向分量形成一棵树，并表明，有，除了经典的工具变量，丢失的周期的双向边缘可以用来识别模型。他们可以产生系统的二次方程，我们明确解决，以获得一个或两个解决方案的因果参数相邻的有向边缘。我们展示了如何多个丢失的周期可以结合起来，以获得一个独特的解决方案。这导致了一种算法，可以识别以前需要基于格罗布纳基的方法的实例，该方法在结构参数的数量上具有双指数时间复杂度。
2022-03-04 cs.AI cs.LG cs.SC
Extremes of structural causal models
本文研究结构因果模型中的极值行为，证明其可由极值图上的新SCM描述，并提出两种从数据中学习极值因果结构的算法。
2025-03-09 math.ST stat.ME stat.TH
Causal Inference in Biomedical Imaging via Functional Linear Structural Equation Models
Shanghai University of Finance and Economics（上海财经大学）；Duke University（杜克大学）；University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）
本文提出功能线性结构方程模型（FLSEM）用于医学影像中的因果推断，通过标量工具变量建立可识别条件，并开发FGS-DAR算法实现高效变量选择，验证了方法在检测因果关系方面的有效性。
2026-01-28 math.ST stat.ME stat.TH
On Transportability for Structural Causal Bandits
Graduate School of Data Science（数据科学研究生院）；Seoul National University（首尔国立大学）
本文提出了一种结构因果投递框架，通过融合源环境的先验信息来增强部署学习，实现了亚线性遗憾界并可能优于传统方法。
2025-11-22 cs.LG stat.ML
Counterfactual (Non-)identifiability of Learned Structural Causal Models
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Microsoft Research（微软研究院）
概率生成建模的最新进展促使使用深度条件生成模型（也称为深度结构因果模型（DSCM））从观测数据集学习结构因果模型（SCM）。如果成功，DSCM可以用于因果估计任务，例如，回答反事实的问题在这项工作中，我们警告从业者，即使在没有未观察到的混淆和假设已知的因果结构的情况下，从观察数据中得出的反事实推断也是不可识别的。我们证明了具有一维外生变量的单调生成机制的反事实可识别性。对于一般的生成机制与多维外生变量，我们提供了一个不可能的结果，反事实的可识别性，激励参数假设的需要。作为一种实用的方法，我们提出了一种方法来估计学习DSCM的反事实预测的最坏情况下的错误。这个错误的大小可以是决定DSCM是否是在特定问题设置中进行反事实推理的可行方法的基本度量。在评估中，我们的方法确认可以忽略不计的反事实错误的可识别的SCM从以前的工作，也提供了翔实的错误界限上的反事实错误的不可识别的合成SCM。
2023-01-22 cs.LG stat.ML
Causal inference in partially linear structural equation models
本文研究了带高斯噪声的部分线性加性结构方程模型的可辨识性和分布等价模型的估计。因此，我们还包括高斯分布的邻域中的误差的鲁棒性结果。现有的可辨识性结果的框架下加性SEM与高斯噪声仅限于线性和非线性SEM，可以被认为是特殊情况下的PLSEMs消失的非参数或参数部分，分别。我们缩小了这两种特殊情况之间的巨大差距，通过（A）图形，（B）变换，（C）功能和（D）生成给定分布P的PLSEMs的因果排序特征，提供了PLSEMs可识别性的全面理论。特征（C）和（D）回答了一个基本问题，在加性SEM中，高斯噪声的非线性函数在多大程度上限制了潜在因果模型的集合，从而影响了可识别性。在变换表征（B）的基础上，我们提供了一个基于分数的估计过程，该过程输出给定PLSEM的分布等价类的图形表示（A）。我们推导出其（高维）的一致性，并证明其性能的模拟数据集。
2017-12-14 math.ST stat.TH
Axiomatization of Interventional Probability Distributions
本文提出干预概率分布族的简单公理化，不依赖结构因果模型或真实因果图，仅基于单变量干预，并证明干预分布和观测分布对导出的因果图具有马尔可夫性，从而统一并扩展了现有因果推断理论。
2023-11-14 math.ST stat.ML stat.OT
Causal Discovery in Structural VAR Models Under Equal Noise Variance
Bourns College of Engineering, University of California, Riverside（加州大学河滨分校工程学院）；University of California, San Francisco（加州大学旧金山分校）；Department of Mathematics and Statistics, Boston University（波士顿大学数学与统计学系）
本文研究了在等噪声方差假设下线性高斯结构VAR模型中的因果发现问题，提出了一种基于稀疏性的方法ENVAR，用于在观测等价类中寻找稀疏的结构代表，并在合成数据和fMRI数据集上进行了评估。
2026-05-21 cs.LG stat.ME stat.ML
The Structurally Complex with Additive Parent Causality (SCARY) Dataset
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
本文构建包含40个场景、三种随机种子、两类加性因果机制且 Varsortability 为0.5的合成 SCARY 数据集，以支持更现实条件下的因果发现研究。
2023-04-27 cs.LG stat.ML
Ancestor regression in linear structural equation models
提出了一种新的线性结构方程模型因果发现方法。我们提出了一个简单的“技巧”的基础上统计测试的线性模型，可以区分祖先和非祖先的任何给定的变量。当然，这可以扩展到估计所有变量之间的因果顺序。我们提供了明确的错误控制错误的因果发现，至少渐近。即使在高斯性下也是如此，在高斯性下，其他方法由于不可识别的结构而失败。这些第一类错误的保证是以降低经验功效为代价的。此外，我们提供了一个渐近有效的拟合优度p值，以评估多变量数据是否源于线性结构方程模型。
2023-03-14 math.ST stat.ME stat.TH
A Unified Graphical Criterion for Characterizing the Causal Interpretation of Partial Regression Coefficients in Linear Structural Equation Models
本文提出了一种基于图的偏回归系数表征方法，统一了d分离、单门和后门标准，并揭示了事后偏差的机制，为分析诱导事后偏差的图结构提供统一框架。
2026-06-22 math.ST stat.TH
Causality, Causal Discovery, and Causal Inference in Structural Engineering
本文从土木与结构工程视角系统阐述因果发现与因果推断的基本原理、常用算法及软件包，并通过案例展示其相对于传统机器学习方法的优势与应用方式。
2022-08-08 cs.LG stat.ME
Causal inference in longitudinal studies with history-restricted marginal structural models
一类新的边缘结构模型（MSM），历史限制的MSM（HRMSM），最近被引入纵向数据的目的是定义因果参数，往往更适合于公共卫生研究或至少比MSM \citejoffe，feldman更实用。与MSM相比，HRMSM允许研究者基于固定、较短和用户指定的暴露史分析治疗对结局的因果影响。默认情况下，后者代表基于治疗史（由研究开始和结局收集之间分配的治疗定义）的关注治疗因果效应。我们在这篇文章中列出了HRMSM背后的正式统计框架。除了允许更灵活的因果分析，HRMSM提高了计算的易处理性，并减轻了设计纵向研究时的统计功效问题。我们还开发了三个一致的估计HRMSM参数充分的模型假设下：治疗加权的逆概率（IPTW），G-计算和双稳健（DR）估计。此外，我们发现，通常采用的假设识别和一致估计的MSM参数（存在反事实，一致性，时间排序和顺序随机化假设）也导致识别和一致估计的HRMSM参数。
2007-05-09 math.ST stat.ME stat.TH
Conditions and Assumptions for Constraint-based Causal Structure Learning
University College London（伦敦大学学院）
我们形式化的“真正的”因果图从观察数据的约束为基础的结构学习时，未观察到的变量也存在。我们提供了一个“自然”家庭的约束为基础的结构学习算法，输出图是马尔可夫等价的因果图的条件。在忠实性假设下，这个自然家族包含了所有精确的结构学习算法。我们还提供了一组假设，在此假设下，任何自然的结构学习算法输出马尔可夫等价图的因果图。这些假设可以被认为是对忠诚度的放松，其中大多数可以直接从数据（底层分布）中进行测试，特别是当人们关注结构因果模型时。我们专门的结构因果模型的定义和结果。
2022-05-08 cs.LG math.ST stat.ML
Comparing Causal Frameworks: Potential Outcomes, Structural Models, Graphs, and Abstractions
Stanford University（斯坦福大学）
该研究从中立逻辑视角比较RCM与SCM因果框架，明确RCM可被SCM表示的条件，证明所有RCM都是可表示RCM的抽象，还阐释了SCM原则的应用价值与图的代数约束，推动两类框架的对比研究。
2023-11-06 cs.AI cs.LG cs.LO
A Structural Causal Model for MR Images of Multiple Sclerosis
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
精准医疗涉及回答反事实问题，如“这个病人对治疗A或治疗B的反应更好？“这些类型的问题本质上是因果关系的，需要因果推理的工具来回答，例如，结构因果模型（SCM）。在这项工作中，我们开发了一个SCM模型的人口统计信息，疾病协变量和磁共振（MR）图像的多发性硬化症患者的大脑之间的相互作用。SCM中的推理生成反事实图像，显示如果人口统计学或疾病协变量改变，大脑的MR图像会是什么样子。这些图像可用于对疾病进展进行建模或用于需要控制混杂因素的图像处理任务。
2021-07-13 cs.CV cs.LG eess.IV
Mimicking counterfactual outcomes to estimate causal effects
在观察性研究中，治疗可能会在连续时间内多次适应协变量，而无需固定的方案。治疗影响协变量，协变量影响治疗，协变量影响治疗，如此等等，那么即使是时间依赖的Cox模型也不能用来估计净治疗效应。结构嵌套模型已应用于此设置。结构嵌套模型基于反事实：一个人在一定时间后被拒绝治疗的结果。以前的工作连续时间结构嵌套模型假设，反事实依赖于确定性的观测数据，而programming，这一假设可以放松。这篇文章证明了人们可以通过构造随机变量来模拟反事实，即微分方程的解，即使给定过去的观测数据，也具有与反事实相同的分布。这些“模仿”变量可用于估计结构嵌套模型的参数，而无需假设治疗效应是确定性的。
2015-09-01 math.ST stat.TH
Causal Discovery in Linear Structural Causal Models with Deterministic Relations
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Detroit Mercy（底特律梅西大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
线性结构因果模型（SCM）-其中每个观测变量是由其他观测变量的子集以及外生源的子集生成的-在因果推理和因果发现中很普遍。然而，对于因果发现的任务，现有的工作几乎完全集中在子模型中，每个观察到的变量与一个不同的源与非零方差。这导致了这样的限制，即没有观察到的变量可以确定性地依赖于其他观察到的变量或潜在的混杂因素。在本文中，我们通过关注不具有这种性质的线性SCM的子类，即，在这些模型中，观测变量可以受到源的任何子集的因果影响，并且允许是其他观测变量或潜在混杂因素的确定性函数。这允许对系统中的影响或信息传播进行更真实的建模。我们专注于从这个子类的成员产生的观测数据的因果发现的任务。我们得到了一组因果结构唯一可识别的充分必要条件。据我们所知，这是第一个工作，使潜在的混淆和确定性关系下的因果发现的可识别性结果。此外，我们提出了一个算法，用于恢复的基础因果结构时，满足上述条件。我们验证了我们的理论结果在合成和真实的数据集。
2022-11-08 cs.AI cs.IT cs.LG
Causal discovery in heavy-tailed linear structural equation models via scalings
针对带正则变化噪声的重尾线性结构方程模型，提出基于极值角测度尺度参数的因果发现算法，证明一致性并在模拟与河流流量数据上验证其竞争力。
2025-02-19 stat.ME
Structural restrictions in local causal discovery: identifying direct causes of a target variable
本文研究从观测数据中识别目标变量直接原因的局部因果发现，放宽假设并提出了两种实用算法，在基准和真实数据上验证了有效性。
2025-06-21 math.ST stat.ME stat.ML
Clustering and Structural Robustness in Causal Diagrams
University of Jyvaskyla（于韦斯屈莱大学）
本文针对大规模因果图的简化问题，定义可保留因果效应可识别性的 transit cluster，提出寻找全部此类聚类的可靠完备算法，并揭示其与扩展图结构稳健性的关系。
2023-08-15 cs.LG stat.ME stat.ML
A calculus for causal inference with instrumental variables
在因果推理的一般结构方程框架下，我们定义了一个变量X对另一个变量Y的因果效应，并提出了一种通过使用工具变量来估计这种因果效应的方法。
2021-04-23 math.ST stat.ME stat.TH
A Criterion for Parameter Identification in Structural Equation Models
Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文研究递归线性结构方程模型中直接因果效应的识别问题。本文建立了一个识别个体因果效应的充分准则，并提供了一个根据观测协方差阵计算已识别因果效应的程序。
2012-06-20 cs.AI stat.ME
Standardizing Structural Causal Models
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；MPI for Intelligent Systems（智能系统MPI研究所）
本文提出iSCM，在生成过程中逐变量标准化以消除SCM数据沿因果顺序产生的方差和相关性伪影，并证明其在可识别性与大型系统稳定性方面的优势。
2025-03-17 cs.LG stat.ML
Conducting Simulations in Causal Inference with Networks-Based Structural Equation Models
在过去的十年里，越来越多的文献致力于估计网络依赖数据中的因果效应。然而，许多经典统计方法在此类数据中的有效性经常受到质疑。现在需要客观和实际的方法来评估哪些因果方法可能适用于依赖网络的数据。本文介绍了一套工具，实现了simparseal R包，允许模拟数据的基础上，用户指定的结构方程模型的连接单元。针对静态、动态和随机干预实施反事实数据的规范和模拟。一个新的接口旨在简化连接单元之间基于网络的功能关系的规范。一组例子说明了如何将这些模拟应用于评估不同的统计方法，以估计网络相关数据中的因果效应。
2017-05-29 stat.AP stat.CO
A Structural Causal Model for Electronic Device Reliability: From Effects to Counterfactuals
本文提出参数化结构因果模型，利用观测和实验数据估计电子设备失效的因果效应与反事实，应对删失数据，并用合成数据验证。
2025-06-23 stat.AP
Causal Bias Quantification for Continuous Treatments
Amazon（亚马逊）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
我们将边际因果效应的定义扩展到连续治疗环境中，并在结构因果模型的框架内开发了一种新的因果偏差表征。我们证明，我们推导的偏差表达式为零，当且仅当，因果效应是通过协变量调整识别。我们表明，在结构方程的一些限制下，因果偏差可以有效地估计，并允许因果正则化的预测概率模型。我们证明了我们的方法的有效性，因果偏差量化在各种设置（不）控制某些协变量将引入因果偏差。
2022-01-30 cs.AI cs.LG stat.ME
Generalized projection tests for function-valued parameters with applications to testing structural causal assumptions
University of Washington（华盛顿大学）；Fred Hutchinson Cancer Center（弗雷德·哈钦森癌症中心）
本文提出了一类基于序列估计器的广义投影检验，用于检验函数值参数是否为零，应用于数据融合和工具变量文献中的结构因果假设检验，采用灵活的机器学习方法估计非必要参数。
2026-09-16 math.ST stat.ME stat.TH
Characterization and Greedy Learning of Gaussian Structural Causal Models under Unknown Interventions
本文研究未知干预目标下高斯线性结构因果模型的等价类恢复问题，提出贪心算法 GnIES 及半合成数据生成方法，并在合成与真实数据上验证其性能。
2025-03-12 stat.CO stat.ME stat.ML
Learning Causal Abstractions of Linear Structural Causal Models
Università di Pisa（比萨大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
针对线性因果模型的因果抽象条件不明及从数据学习因果抽象的难题，该研究刻画了高低层模型的约束关系，提出Abs-LiNGAM方法，在非高斯噪声假设下加速低层模型恢复，提升因果发现可扩展性。
2024-06-01 cs.AI cs.LG stat.ME
Effective Bayesian Causal Inference via Structural Marginalisation and Autoregressive Orders
TU Graz（格拉茨技术大学）；Levata GmbH（Levata公司）
本文提出通过将结构边际化分解为因果序和给定序下DAG的边际化，并设计自回归分布ARCO进行采样近似，实现高效的贝叶斯因果推断，在结构学习和因果效应估计上优于现有方法。
2025-04-23 cs.AI cs.LG stat.ME
Towards causality-aware predictions in static anticausal machine learning tasks: the linear structural causal model case
我们提出了一种反事实的方法来训练"因果感知”预测模型，该模型能够在静态反因果机器学习任务（即，预测任务，其中结果影响特征）。在受混杂困扰的应用中，该方法可用于生成不受观察到的混杂因素影响的预测。在涉及观察到的介质的应用中，该方法可以用于生成仅捕获直接或间接因果影响的预测。机械地，我们训练监督学习者（反事实）模拟功能，只保留感兴趣的因果关系产生的关联。我们专注于线性模型，其中连接协方差，因果效应和预测均方误差的分析结果是现成的。相当重要的是，我们表明，我们的方法不需要知识的完整的因果图。只要知道哪些变量代表潜在的混杂因素和/或介质就足够了。我们讨论了该方法的稳定性相对于选择偏差产生的数据集移位，并使用合成数据实验验证该方法。
2020-11-30 stat.AP
Identification of Causal Diffusion Effects Under Structural Stationarity
虽然社会和生物医学科学家长期以来一直对思想和行为传播的过程感兴趣，但因果扩散效应（也称为同伴效应和传染效应）的识别仍然具有挑战性。由于语境混杂和同质性偏见的存在，许多学者认为常用的无遗漏混杂因素假设是不成立的。为了解决这个长期存在的问题，我们研究的因果识别下的一个新的假设结构平稳，形式化的基本扩散过程与一类动态因果有向无环图。首先，我们开发了一个统计测试，可以检测到广泛的偏见，包括上述两种类型。然后，我们提出了一个差异中的差异风格的估计，可以直接纠正偏差下一个额外的参数假设。利用所提出的方法，我们研究了德国对难民的仇恨犯罪的空间扩散。在纠正了现有研究中的大的向上偏差之后，我们发现仇恨犯罪只扩散到辍学率高的地区。
2020-01-27 stat.ME
Scalable and Versatile Identification for Hierarchical Structural Causal Models: A New Look at Project STAR
针对分层结构因果模型，本文开发了一套连接符号识别与实际估计的可扩展开源管道，经验证后应用于STAR项目，发现扁平基线无法编码班级干预，符号识别需结合可扩展估计与数值稳定性检查。
2026-08-26 cs.AI stat.ML
Comparative Benchmarking of Causal Discovery Techniques
TCS Research（塔塔咨询服务研究部）
在本文中，我们提出了一个全面的观点突出的因果发现算法，分为两个主要类别（1）假设无循环和无潜变量，（2）允许循环和潜变量，以及实验结果比较他们从三个角度：（a）结构准确性，（b）标准预测准确性，（c）准确性的反事实推理。对于（b）和（c），我们训练具有由每种因果发现技术预测的结构的因果贝叶斯网络，以执行反事实或标准预测推理。我们比较了两个publicly可用的因果算法和一个模拟数据集具有不同的样本大小：小，中，大。实验表明，技术的结构准确性并不一定与推理任务的更高准确性相关。此外，在具有大量变量的数据集的情况下，调查的结构学习算法在结构准确性方面表现不佳。
2017-09-12 cs.AI stat.ML
Causal Dantzig: fast inference in linear structural equation models with hidden variables under additive interventions
当只有观测数据可用时，因果推断是非常具有挑战性的。随机化实验通常是昂贵和不切实际的，在工具变量回归中，工具的数量必须超过因果预测因子的数量。最近Peters等人[2016]表明，当来自不同观测环境的数据可用时，完整模型的因果推断是可能的，利用响应变量的条件分布在正确的因果模型下是不变的。这种方法的两个缺点是大规模数据的高计算量和假设没有隐藏的混杂因素。在这里，我们表明，这两个缺点可以得到解决，如果一个人愿意作出更严格的假设类型的干预，产生不同的环境。因此，我们来看看一个不同的不变性概念，即内积不变性。通过避免Peters等人[2016]中计算繁琐的逆向工程方法，它允许在线性结构方程模型中进行大规模因果推断。我们讨论了因果参数的可识别性条件，并在低维环境中推导出渐近置信区间。在不可识别的情况下，我们证明了因果Dantzig的解集在某些干预下具有预测保证。我们推导出有限样本的界限，在高维设置和模拟数据集上研究其性能。
2018-06-15 stat.ME
Local Causal Discovery for Structural Evidence of Direct Discrimination
Cornell Tech（康奈尔理工学院）；Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）；University of Oxford（牛津大学）；Amazon AWS AI/ML（亚马逊云科技人工智能/机器学习部门）；Weill Cornell Medicine（威尔康奈尔医学院）
本文提出用于直接歧视的局部发现（LD3）方法，通过识别结果变量的因果父代来揭示直接不公平的结构证据，在有限样本下高效返回有效调整集，并在犯罪累犯预测和肝移植分配系统中验证了其时间效率和结果合理性。
2024-12-20 cs.LG stat.ML
Causal Inference on Time Series using Structural Equation Models
Max Planck Institute for Intelligent Systems（马克斯·普朗克智能系统研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
因果推断使用观察来推断数据生成系统的因果结构。我们研究一类函数模型，我们称之为独立噪声时间序列模型（TiMINo）。这些模型需要独立的残差时间序列，而传统的方法，如格兰杰因果关系利用残差的方差。有两个主要贡献：（1）理论：通过限制模型类（例如加性噪声），我们可以提供比现有的更一般的可识别性结果。该结果结合了可以是非线性的并且不需要是忠实的滞后和瞬时效应，以及时间序列之间的非瞬时反馈。(2)实用：如果时间序列之间没有反馈环，我们提出了一种基于时间序列的非线性独立性测试的算法。当数据不充分或数据生成过程不满足模型假设时，该算法仍可能给出部分结果，但大多数情况下避免了错误答案。对（非瞬时）反馈的扩展是可能的，但未讨论。它在人工和真实数据上优于现有方法。代码可以根据要求提供。
2012-07-21 cs.LG stat.ME stat.ML
Causal Structural Learning Via Local Graphs
我们考虑在稀疏高维环境中学习因果结构的问题，这种环境可能会受到（可能有许多）不可测量的混杂因素以及选择偏差的影响。基于常见的大型随机网络族中的结构和线性结构方程模型（SEM）中局部结构的表示，我们提出了一种新的局部稀疏性概念，用于存在潜在变量和选择变量的一致性结构学习，并开发了一种新版本的快速因果推断（FCI）算法，该算法具有降低的计算和样本复杂度，我们将其称为本地FCI（IFCI）。稀疏性的新概念允许存在高度连接的枢纽节点，这在现实世界的网络中很常见，但对现有的方法有问题。我们的数值实验表明，lFCI算法实现了最先进的性能在许多类的大型随机网络，其性能优于现有的方法包含枢纽节点的网络。
2021-10-01 stat.ME
Integration of Structural Equation Modeling and Bayesian Networks in the Context of Causal Inference: A Case Study on Personal Positive Youth Development
本研究重新审视了因果推断中结构方程模型（SEM）与贝叶斯网络建模（BNM）的结合，通过积极青少年发展案例评估两者优劣，最终确立SEM在探索性因果分析中的首要地位并认可BNM在后续阶段的潜力。
2024-07-26 stat.ME
