인과 추론을 위한 이중 강건 추정 방법의 비교 연구

국문 초록 (Abstract)

관측자료를 이용한 인과 효과 추정에서는 처치 할당 모형과 결과 회귀 모형을 동시에 정확히 지정하기 어려워 추정 편의가 발생할 수 있다. 이를 보완하기 위해 두 모형 중 하나만 올바르게 지정되어도 일관된 추정을 가능하게 하는 이중 강건(Doubly Robust, DR) 추정 방법이 제안되었다. 그러나 기존 연구는 주로 이진 처치 환경에 초점을 두고 있어, 다수 처치 환경에서의 성능 특성에 대한 체계적인 검증은 충분히 이루어지지 않았다.
본 논문은 일반화 성향점수(Generalized Propensity Score, GPS)를 활용한 다수 처치 환경에서의 이중 강건 추정 방법을 정리하고, 공변량 분포의 형태와 중첩(Overlap) 강도의 변화에 따라 다양한 추정량의 성능을 모의실험을 통해 비교·분석한다. 추정 성능은 편의(bias), 평균제곱근오차(RMSE), 신뢰구간 포함률(coverage)을 기준으로 평가하였다.
모의실험 결과, 강한 중첩과 정규 공변량 분포 하에서는 GPS 기반 추정 방법들이 전반적으로 안정적인 성능을 보였으며, 이중 강건 추정량은 세 평가 지표 전반에서 상대적으로 균형적인 성능을 나타냈다. 반면 중첩이 약화되거나 공변 량 분포가 비정규적인 경우에는 모든 방법의 성능이 저하되었으나, 이중 강건 추정량은 상대적으로 안정적인 편의와 포함률을 유지하였다. 이러한 결과는 다수 처치 환경에서 이중 강건 추정 방법의 실용적 활용 가능성을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 인과 추정 방법의 기본 개념 3
• 3. 추정 방법론 6
• 3.1 이진 처치 환경에서의 인과추정 방법 7
• 3.2 다수 처치 환경으로의 확장: 일반화 성향점수 기반 추정 10
• 4. 모의실험 14
• 5. 결론 21
• 참고문헌 23