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贝叶斯 X-学习者:针对重尾结果的异质处理效应的校准后验推断

机器学习 2026-05-01 v1 机器学习

摘要

在实际应用中,条件平均处理效应(CATE)估计需要同时满足三个属性:异质效应 τ(x)\tau(x)、对其的校准不确定性以及对真实结果数据中污染的重尾鲁棒性。元学习者(K"unzel 等,2019)提供了 (i);因果森林和 BART 在高斯尾部假设下提供 (i)-(ii);目前没有广泛使用的工具能够同时提供三者。我们提出了贝叶斯 X-学习者,一种基于交叉拟合的双鲁棒伪结果(Kennedy,2020)构建的 X-学习者,通过 Welsch 递归红色伪似然实现对 τ(x)\tau(x) 的完整 MCMC 后验。于 Hill 的 IHDP 基准数据集上,默认配置在 5 次复制中实现均值为 ϵPEHE=0.56\sqrt{\epsilon_{\mathrm{PEHE}}} = 0.56(最低均值;与 S-/T-/X-学习者、完整配置的因果 BART 以及因果森林基线的差异在 α=0.05\alpha=0.05 水平下不显著,且在 10 次复制中排序不稳定——IHDP 比较具有竞争性而非主导性)。在含 20-25% 尾部密度的受污染“鲸鱼”DGP 上,一个标志扩展(contamination_severity)通过选择 Huber-δ\delta 误差损失(依据 Huber 的最小imax-δ\delta 关系)恢复 RMSE ≈ 0.13,信赖区间紧凑(单交叉拟合 30 种随机种子覆盖率 83% [Wilson 66%, 93%] 在 20% 密度;模块化贝叶斯池化与贝叶斯抽样误差损失恢复名义 95% 覆盖率)。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.27394,
  title  = {Bayesian X-Learner: Calibrated Posterior Inference for Heterogeneous Treatment Effects under Heavy-Tailed Outcomes},
  author = {Eichi Uehara},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27394},
  year   = {2026}
}

备注

47 pages, 7 figures, 25 tables. Code: https://github.com/EichiUehara/bayesian-X-Leaner. Prepared for submission to TMLR