从有序数据学习贝叶斯网络

向格罗、朱西·莫法、杰克·库伊珀斯。

年份:2021年,数量:22,版本:266,页码:1−44


摘要

贝叶斯网络是研究复杂系统中变量依赖结构的强大框架。贝叶斯网络的学习问题与给定的数据类型密切相关。序贯数据,如癌症分期、评分量表调查问题和考试的字母分数,在应用研究中普遍存在。然而,现有的解决方案主要针对连续和标称数据。在这项工作中,我们提出了一种迭代记分和搜索方法,称为序数结构EM(OSEM)算法,用于从序数数据中学习贝叶斯网络。与针对标称数据设计的传统方法不同,我们明确尊重类别之间的排序。更准确地说,我们假设序数变量来源于对一组高斯变量进行边缘离散,这些高斯变量在潜在空间中的结构依赖遵循一个有向无环图。然后,我们采用结构EM算法并推导出闭式评分函数,以实现高效的图搜索。通过仿真研究,我们说明了OSEM算法相对于其他算法的优越性能,并分析了可能影响学习精度的各种因素。最后,我们通过对408名强迫症和抑郁症并存症状患者的心理调查数据的实际应用,证明了我们方法的实用性。

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