面向跨媒体数据的因果推理

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1、专题第 10 卷第 7 期2014 年 7 月面向跨媒体数据的因果推理112钱沄涛何晓飞李学龙等1浙江大学2关键词：跨媒体数据因果推理中国科学院西安光学精密机械研究所随着信息获取、存储和传播有重要意义。家差，不符合排放标准的应淘汰技术的飞速发展，跨媒体海量数图1是一个典型的跨媒体因汽车数量大，是汽车尾气污染严据分析成为热点问题，也是目前果推理的例子。近期全国范围的重的主要原因），得到因果关系[1~3]大数据研究的前沿领域。在大规模持续雾霾天气成为各个媒图（如：汽车尾气、大气环流、海量跨媒体数据中提取事件的因体、专业机构和个人的关注焦点，气温变化、北方供暖、华东工业果关系，分析事件的前因后

2、果，而且相关的信息形态有视频、广发达、肺病增多等众多事件之间预测事件的因果演化趋势，在庞播、文字、图表和档案等等，充的因果关联），进而提炼和归纳杂、含噪、非结构、跨媒体数据分体现了跨媒体的特点。如此海最关键的因果关系和因果规则中梳理事件发展脉络，寻找决定量繁杂的信息往往让我们无所适（如：忽视环保的工业发展是雾性因素，以及控制事件发展等均从，很难得到关于雾霾形成的原霾的主要原因），用于建立事件因、造成的直发生的完整因果关系（如：清晰接和间接的经的雾霾生成因素和雾霾之间的复1952年伦敦雾霾2013年中国华东地区雾霾济损失、对中杂因果关系），预测事件后续演国乃至世界今化规律（不实施控制措施，

3、雾霾后发展的影响在中国会成为常态且日益严重），等问题的正确并通过改变引发事件发展的关键1955年洛杉矶光化学烟雾答案。跨媒体因素，来改变事件发展的方向（比因果推理用于如，像伦敦和洛杉矶那样采取严判断雾霾主题厉的针对性措施，从而在10~20下各个相关事年内控制和消除雾霾发生）。跨媒体一致表示件发生的因果这类跨媒体因果推理任务的源N:气象要素源1:工业燃烧关联（如：我完成涉及跨媒体数据的统一表达量雾霾预测化国汽车销量从和建模、跨媒体语义本体和知识因跨媒体因果跨媒体因果果2012年开始位库、复杂网络的信息传播机制、论辩系统关联挖掘分雾霾解决析措施居世界第一，统计相关分析和概率图模型、语国内普遍

4、油品言学和论辩理论等多个专业领图1雾霾主题下的跨媒体数据因果推理质量比发达国域，是典型的跨学科交叉研究方20第 10 卷第7 期2014 年 7 月向。目前，跨媒体数据因果分析一个事件是另一个事件的原因，相关的就可以进行有效预测，因理论、技术和应用都取得了一些要么它们一定有另一个共同的原此基于预测的因果关系分析法是重要的研究成果。本文将介绍跨因事件”。珀尔(Pearl)结合反事比概率因果推理更宽松的模型。媒体数据因果分析的问题背景、实理论、非参数结构方程和图模在大数据背景下针对复杂现实系主要技术、重要应用以及面临的型提出了一个在理论上严格自洽统的因果推理研究应该在尽量保[6]挑战。的因果

5、推理模型，并凭借这一证因果推理理论的严密性和尽量成果获得了2011年图灵奖。简化因果模型之间达成妥协。因果推理寻找真正意义上的因果关系是异常困难的，不仅需要大的数基于海量文本的大客观世界中主体对象都是普据量和计算量，还需要精确可控规模因果事件推理遍联系的，任何一个子系统也都的实验设计，这对于很多实际应是一个普遍联系的有机整体。这用来说是不可行的，原因在于社近几年，结合人工智能和机些联系多种多样，其中，因果关会事件是无法预先设计和完全重器学习方法，基于海量文本数据系是人类在感知和分析各个对象复的，而跨媒体社会事件分析就的大规模因果分析和推理取得了所使用的最重要和最常用的一种面临这种情形。因

6、此，弱化因果重要进展。其中，有两个研究小方式。因果关系用于揭示客观事概念，或者说不拘泥于真正意义组的工作是目前极少数真正可以物所具有的先后相继、彼此制约上的因果关系，从而提出更具操在大规模数据集上投入实际使用的联系。由于因果问题涉及人的作性的因果推理模型和方法成为的系统，因此具有标志性意义。思维方式、文化习惯和心理定势，一个重要的研究趋势，特别是完基于“因果事件对提取”是主观和客观交织的结果，因此全基于概率统计理论的因果推理[7,8]和“因果规则树”的方法尽管构造关于因果关系定义、表被广泛研究。例如，米特洛达和推理的严格理论体系是非常夫(Mitroff)等人从分析两个随机传统的基于“If

7、-Then”规困难的事情，但也为我们在实践变量（对象）的充分和必要条件则的专家系统可以看成是一类因[9]中灵活运用因果推理提供了便利。出发构造概率因果模型，并且果推理系统。这类系统存在的瓶因果推理的系统研究可以用变量之间的相关系数直接构造颈问题是规则库的构造主要依靠追溯到英国哲学家休谟。他认为了计算变量间充分条件和必要条人工进行专家知识的提取来完判断两个事件因果关系的原则是件的概率可能性的函数。尽管这成。由于人类知识的绝大部分已“如