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Austen plot

Veitch & Zaveri (2020) は Imbens (2003) のPartial R2を一般化し、 Austen plot(オースティン・プロット) という図で視覚的に示す方法を提案した。

長所は

  1. 未観測の交絡因子が1つでも複数でも対応可能

  2. 非線形モデルにも対応可能

(Partial R2は線形モデルで、1つの交絡因子のみが対象だった)

短所は

  1. 大体の傾向しか出せない

  2. サンプル数が小さいと精度が低い

理論の概要

Sensitivity Model

Imbens (2003)と同様に、未観測の交絡因子UUをベルヌーイ分布に従う存在としてモデル化し、処置TTや結果YYへのUUの影響を含めたモデルを構築する。

UiiidBern(1/2)T(X,U) ind Bern(g^(X,U))E[YX,T,U]=Q(T,X)+δ(logitg^(X,U)E[logitg^(X,U)X,T])\begin{gathered} U_i \stackrel{i i d}{\sim} \operatorname{Bern}(1/2) \\ T(X, U) \stackrel{\text { ind }}{\sim} \operatorname{Bern}(\hat{g}(X, U)) \\ E[Y \mid X, T, U] = Q(T, X)+\delta(\operatorname{logit} \hat{g}(X, U)-E[\operatorname{logit} \hat{g}(X, U) \mid X, T]) \end{gathered}

ただし、非線形関数を許容し、また条件付き処置効果CATEへの対応もしている

  • τ=E[E[YX,T=1]E[YX,T=0]]\tau=E[E[Y \mid X, T=1]-E[Y \mid X, T=0]] :条件付き因果効果

  • g(x)=P(T=1X=x)g(x)=P(T=1 \mid X=x) :(条件付き)傾向スコア

  • Q(t,x)=E[YT=t,X=x]Q(t, x)=E[Y \mid T=t, X=x] :(条件付き)結果変数モデル

(参考) Imbens (2003)
UiiidBern(1/2)TiXi,UiindBern(sig(γXi+αUi))YiXi,Ti,UiindNorm(τTi+βXi+δUi,σ2)\begin{gathered} U_i \stackrel{i i d}{\sim} \operatorname{Bern}(1 / 2) \\ T_i \mid X_i, U_i \stackrel{i n d}{\sim} \operatorname{Bern}\left(\operatorname{sig}\left(\gamma X_i+\alpha U_i\right)\right) \\ Y_i \mid X_i, T_i, U_i \stackrel{i n d}{\sim} \operatorname{Norm}\left(\tau T_i+\beta X_i+\delta U_i, \sigma^2\right) \end{gathered}

実装

著者自身がライブラリを作っていてpip installできるが、ドキュメントがなくてわかりづらい⋯