最終更新日 2015年4月19日

条件付独立によるベイジアンネット構造推定

説明

ベイジアンネットの構造学習にはスコアベースと制約ベースがある

スコアーベースノードのリンク状態毎に対数尤度MDL等を計算し最適なリンクを求める方法
制約ベース条件付独立を検定して、条件付独立なら非連結とする方法
統合ベース制約ベースで構造決定し、スコアベースで連結方向を決定する方法


制約ベースとして、PCアルゴリズムで条件付独立を検出してベイジアンネットの構造推定を行う


事例

ベイジアンネットのベンチマークで有名な
タイタニック生存モデルをPCアルゴリズムによる構造推定を行う


PCアルゴリズム

@全乗船客のデータを読んで、ノード間の相互情報量を求める
A明確な因果順序を設定する(sex ageは優先 survivedは非優先)
B相互情報量が閾値以上の場合連結する
C2点を選び、2点以外のノード群との条件相互情報量を計算する。
 条件相互情報量が閾値以下なら、2点間は条件付独立として非連結とする

CJ.PearlのICアルゴリズムにより方向付けする、但し明示的な順序には違反しない
 1)V字構造 X−Y−Z を検出し、両端点(X Z)と中央点 Y とで条件相互情報量を計算し
  閾値超なら非条件独立なのでX→Y←Zと方向が決定する
 2)V字構造 X→Y−Z を検出し、X→Y→Zと方向付けする
 3)X→Y Y→Z X−Zなら循環を避けて X→Zとする
 4)矢印の無い連結には明示的な順序を反映する


PCアルゴリズムによるベイジアンネット構造推定


Survived 生存有無
Sex 性別
Age 年齢
Friend 同船室
Position 敬称
Rank 乗船等級
Floor 船室階
alone 単独


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