Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Sign up for free
Menu
Search
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Pricing
Search
Sign in
Sign up for free
統計的因果探索に入門してみた
Search
fhiyo
September 23, 2018
Science
570
0
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
統計的因果探索に入門してみた
9/21 社内勉強会発表資料
fhiyo
September 23, 2018
More Decks by fhiyo
See All by fhiyo
Security_Engineering___Third_Edition_Chapter.20.pdf
fhiyo
0
37
Security_Engineering___Third_Edition_Chapter.21.pdf
fhiyo
0
41
Git再入門
fhiyo
0
160
効果検証入門1章
fhiyo
1
560
言語処理のための機械学習入門 1.1〜1.4
fhiyo
0
100
オプトにおける自然言語生成の応用事例
fhiyo
6
790
【論文紹介】Forecasting at Scale
fhiyo
1
730
【論文紹介】Deep Inside Convolutional Networks Visualising Image Classification Models and Saliency Maps -- Simonyan Vedaldi Zisserman 2013 in ArXiv.pdf
fhiyo
0
1.6k
Other Decks in Science
See All in Science
Tensor Factorization Meets Deformed Information Geometry: Convex Relaxation under Deformed Algebra
gkazunii
0
150
摂理と合理の肉体改造 — AI時代の減量を支える観測・制御・継続
kiyoshi
0
3.4k
データベース15: ビッグデータ時代のデータベース
trycycle
PRO
1
560
機械学習 - SVM
trycycle
PRO
2
1.2k
AIPシンポジウム 2025年度 成果報告会 「因果推論チーム」
sshimizu2006
3
630
2026 Introduction to University Math 01
kanaya
0
140
Where does the rigor go? Research software and the future of trustworthy science.
arfon
0
130
ハミルトン・ヤコビ方程式の解の性質と物理的意味
enakai00
0
900
ゲームと人工知能
miyayou
0
180
AI(人工知能)の過去・現在・未来 ~AIは人類を越えるのか~
tagtag
PRO
0
160
Leitner Inauguration Lecture Chalmers University of Technology
xleitix
0
340
社内で活躍できるデータサイエンティストになるために
aikinohara
1
160
Featured
See All Featured
Game over? The fight for quality and originality in the time of robots
wayneb77
1
270
Discover your Explorer Soul
emna__ayadi
2
1.3k
Ruling the World: When Life Gets Gamed
codingconduct
0
330
Ethics towards AI in product and experience design
skipperchong
2
370
We Are The Robots
honzajavorek
0
350
Noah Learner - AI + Me: how we built a GSC Bulk Export data pipeline
techseoconnect
PRO
0
430
コードの90%をAIが書く世界で何が待っているのか / What awaits us in a world where 90% of the code is written by AI
rkaga
63
45k
Thoughts on Productivity
jonyablonski
76
5.4k
Facilitating Awesome Meetings
lara
57
7.1k
Bootstrapping a Software Product
garrettdimon
PRO
306
120k
XXLCSS - How to scale CSS and keep your sanity
sugarenia
249
1.3M
Unlocking the hidden potential of vector embeddings in international SEO
frankvandijk
0
930
Transcript
統計的因果探索に入門してみた @fhiyo
自己紹介 @fhiyo データサイエンスエンジニア 大学:生物・物理→大学院:情報系 Python / Shell Script (Bash) /
C++ / Java / Haskell 広告文の語句分解と解析、CR自動生成 広く浅く、科学なら割となんでも好き (にわか) 2
元ネタ 今回、統計的因果探索という教科書を読 んで浅く理解した内容をここに載せていま す ここの言ってることがおかしい!という部分 があれば指摘してください https://www.amazon.co.jp/dp/B0756TM3KM
因果関係とは - 原因と結果の関係 - 何かを変化させたとき、他の何かがどう変化するか? - 雨が降ったから (原因)、道路に水たまりができた (結果) -
ビリヤードのキューでボールをはじいたから (原因)、ボールが前に進んだ (結果) - 哲学的な因果論の話には踏み込みません
統計的因果探索とは - 統計的因果推論の技術の一つ。 - 統計的因果推論: 観測データから、ある変数を変化させたときに他の変数がどう変 化するかを調べる学問 - 因果関係が未知のものを対象にしているのが特徴 (古典的な因果推論は因果関
係が既知のものを対象にしている)。 データ行列 推測 x1 x3 x2 x4 x5 x6 x7 因果構造
例題 (自分が勝手に作ったデータです) ある社会実験を行ったところ、「50m走のタイム」と「年収」の間には関係があり、50m走 のタイムが遅い人ほど年収が高い傾向があることが示されました。あるテレビ番組はこ の実験結果を取り上げ、年収を上げたければ体を鍛えるのを止めよう、という意見を世 に出しました。この意見はこの実験結果から結論付けることができるでしょうか? ※ ここでは「体を鍛える」と「50m走のタイムが上が」り、それ以外の影響はないものとし ます
解析結果を見ると確かに相関している 確かにこのグラフを見る と綺麗に直線が引けて るから、50m走のタイム と年収は関係があるみ たいだな、じゃあテレビ で言ってたことは正しい んだ!
解析結果を見ると確かに相関している 確かにこのグラフを見る と綺麗に直線が引けて るから、50m走のタイム と年収は関係があるみ たいだな、じゃあテレビ で言ってたことは正しい んだ! このグラフからだけではTV番組 が言っている結論は言えません
相関関係 (correlation) とは - 2つの変数XとYの間の直線的な関係 (非線形な関係の指標としては使えない) - 統計量: (ピアソンの積率) 相関係数
r (-1 ≤ r ≤ 1) - Xが増える(減る)とき、Yも増える(減る)→正の相関 (r > 0) - Xが増える(減る)とき、Yが減る(増える)→負の相関 (r < 0) - r の絶対値が1に近いほど関係が強い ピアソンの積率相関係数の定義式
相関関係 ≠ 因果関係 X Y X Y X Y X
Y Z XがYの原因になっている YがXの原因になっている XとYが相互に影響する ZというXとYの両者に影響する変数が 存在している (Zを交絡変数という) →擬似相関 相関関係に対して因果関係は 1:Nである 50m走のタイムと年収が相関 しているからといって、 50m走のタイム→年収 の因果関係があると決める のは早計 XとYに相関関係がある場合に考えられる因果関係
異なる因果関係が同じ分布を出力する例 X Y Z X Y Z X Y Z
相関関係に対して因 果関係は1:Nである ※ e_x, e_y, zは 平均0, 分散1の正 規分布とする
実験データを見てみる
実験データを見てみる 年齢は体力にも年収にも 関係ありそう! 「50m走のタイム」と「年収」に加 えて「年齢」も組み込んだ因果の 関係性 (因果グラフ) を考え、そ の構造を推定してみよう
考えられる因果グラフは複数ある X Y Z X Y Z X Y Z
Z: 年齢 X: 50m走のタイム Y: 年収 X Y Z X Y Z X Y Z ある2変数X, Yの因果関係は 1. X→Y 2. Y→X 3. X↔Y 4. X Y と4つ考えられるので、3変数において の因果グラフは で64通りある。 どれが正しい因果関係を示してい る??
考えられる因果グラフは複数ある 今回は問題を簡単にするため、2つの以下の因果モデルのどちらかであるという仮定を 置いてみましょう X Y Z X Y Z Z:
年齢 X: 50m走のタイム Y: 年収 50m走のタイムは年収の原因 年齢は両者と因果関係なし 50m走のタイムと年収は直接 的な因果関係はなく、年齢とい う因子に影響されている vs.
因果グラフを数式で表してみよう X Y Z X Y Z Z: 年齢 X:
50m走のタイム Y: 年収 この2つの因果構造をそれっぽい 数式で表してみる (この数式を構造方程式という) : iがjに与える影響度合い : iに影響するX, Y, Z以外の変数をまとめたもの (誤差変数) (例えば、性別や喫煙の有無は 50m走のタイムに影響しそう ) 参考: x, y, zの全 ての因果関係を 表した関係式
因果グラフを数式で表してみよう X Y Z X Y Z Z: 年齢 X:
50m走のタイム Y: 年収
因果グラフを数式で表してみよう X Y Z X Y Z Z: 年齢 X:
50m走のタイム Y: 年収 z=cに 固定
因果グラフを数式で表してみよう X Y Z X Y Z Z: 年齢 X:
50m走のタイム Y: 年収 z=cに 固定 更に、z=dに したときとの 差分を取る
因果グラフを数式で表してみよう X Y Z X Y Z Z: 年齢 X:
50m走のタイム Y: 年収 z=cに 固定 zをcからdに変化させたとき (zに介入をしたとき) のxとyの平均的な変化の様子を見ればどちらの 因果モデルに従っているかわかりそう!しかも b_xz, b_yzの値も分かりそう! 更に、z=dに したときとの 差分を取る
因果グラフを数式で表してみよう 2つの年齢のグループの間で xとyの平均値の差が0かどうかを有意水準 0.05で検定してみましょう 出力 50m走のタイムと年収はそれぞれ年齢を変化させたとき に変化すると言える。 (多重検定の問題を考えても有意差 あり) 1歳年をとると50m走のタイムは平均で
0.057秒遅くなり、 年収は平均で14.8万増える。
まとめ - 統計的因果推論は、何かを変化させたときに他の何かがどう変化するかの因果関 係を調べる学問 - 相関関係と因果関係は1:Nの関係なので、相関がある→因果関係があると考えて はいけない (こちらのスライドも参考になります : https://www.slideshare.net/sshimizu2006/ss-77876940)