Higher-order cumulant-based algorithm for learning causal structure

Higher-order cumulant-based algorithm for learning causal structure
Liao Weiguo
Zhujiang College, South China Agricultural University, Guangzhou 510900, China

摘要

Learning causal structure from observed data has important applications. An existing method for learning causal structure is to learn causal structure by testing the independence between noise and causal variables under the functional causal model assumption. However, such methods often involve highly computationally complex in process of testing independence, which affects the practicability and robustness of the structure learning algorithm. To this end, this paper proposed a causal structure learning algorithm that used higher-order cumulants as independence scores under a linear non-Gaussian model. The algorithm was mainly divided into two steps. The first step was to use the method based on conditional independence constraints to learn the Markov equivalence class of the causal structure. The second step was to define a score based on highorder cumulants, the score could determine the independence of two random variables so that the causal structure of the best independence score could be searched from the Markov equivalence class as the output of the algorithm. The advantages of this algorithm were: a) Compared with the independence test based on the kernel method, the method had lower computational complexity. b) The method based on score search could always obtain a model that best matches the data generation process, which improved the robustness of the learning method. Experimental results show that the high-order cumulant-based causal structure learning method improves the F1 score by 5% in synthetic data and learns more causal directions in real data.

基金项目

2020年广东省高等教育教学改革一般类教改项目(粤教高函【2020】20号-723)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.10.0511
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2023年第40卷 第6期
所属栏目: Algorithm Research & Explore
出版页码: 1702-1707
文章编号: 1001-3695(2023)06-016-1702-06

发布历史

[2023-01-13] Accepted Paper
[2023-06-05] Printed Article

引用本文

廖伟国. 一种基于高阶累积量的因果结构学习算法 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (6): 1702-1707. (Liao Weiguo. Higher-order cumulant-based algorithm for learning causal structure [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (6): 1702-1707. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

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