“这里还要求候选 $e^ $ 在目标支持上严格介于 0 与 1,得分各项可积。前半项是标准化 plug in,残差项来自IPTW。样本估计将 nuisance 函数替换为 $\widehat…”
形式陈述
设
因此ATE 为
最后对
Horvitz–Thompson 型估计量把
两者渐近目标可相同,有限样本偏差和方差不同。估计分数、截断权重与计算标准误属于 estimation;上面的等式属于 identification。
直觉
某协变量层接受处理的概率只有
权重不是给“重要结局”更大声音,而是对抽样/分配概率做校正。它平衡的是权重模型中的处理前协变量;若共同原因未测,伪总体仍有混杂。
从加权后的协变量分布可直接看出机制:在
例子与边界
令
| 0 | 1 | 3 | 0.125 | 0.375 |
| 1 | 3 | 4 | 0.375 | 0.125 |
标准化目标为
未加权处理均值为 3.75,对照均值为 1.5,粗差 2.25;高基线的
若
倾向模型错设会留下加权后不平衡。仅用逻辑回归的 c-statistic 选模型不合适:完美预测反而意味着差 overlap。应检查标准化差异、权重分布和处理机制知识,并用灵活函数或校准方法改善
时间变化处理下,权重是各时点条件概率比的乘积。若既往处理影响后续混杂变量,普通基线 IPTW 不够;边际结构模型使用逐时概率创建遵循各方案的伪总体。任一时点接近零的概率都会累乘放大。
推论与应用
对任意可积
所以它不仅识别结果均值,也解释加权协变量为何应恢复总体分布。样本平衡偏离可用于诊断 estimation,但即使完全平衡也不能检验未测潜在结果交换性。
改变权重即可改变 estimand:ATE 权重对应全体总体,ATT 对对照者常用
逆概率加权在调查抽样中有直接的设计版本。Horvitz–Thompson 估计用已知纳入概率恢复固定总体总量,无偏性来自抽样指示的期望;治疗加权的因果解释则还需要其自身的识别条件。两者共享代数机制,概率来源和目标不同。
参考资料
- Daniel G. Horvitz and Donovan J. Thompson, “A Generalization of Sampling Without Replacement from a Finite Universe,” Journal of the American Statistical Association 47(260), 1952, pp. 663–685。
- James M. Robins, Miguel A. Hernán, and Babette Brumback, “Marginal Structural Models and Causal Inference in Epidemiology,” Epidemiology 11(5), 2000, pp. 550–560。
- Miguel A. Hernán and James M. Robins, Causal Inference: What If, Chapman & Hall/CRC, 2020,Ch. 12 与 §21.2。