Exact inference in Bayesian networks and applications in forensic statistics
Doctoral thesis, 2018
Bayesian networks are widely used within forensic statistics, especially within familial relationship inference. In this field, one uses DNA data and knowledge about genetic inheritance to make calculations on probabilities of familial relationships. When doing this, one needs not only DNA from the people to be investigated, but also data base information about population allele frequencies. The possibility of mutations makes these calculations harder, and it is important to employ a reasonable mutation model to make the calculations precise. We argue that many existing mutation models alter the population frequencies, which is both a mathematical nuisance and a potential problem when results are interpreted. As a solution to this, we suggest several methods for stabilizing mutation models, i.e., tuning them so that they no longer alter the population frequencies.
forensic statistics
familial relationship inference
Bayesian networks
variable elimination
exact inference
mutation models
Author
Ivar Simonsson
Chalmers, Mathematical Sciences, Applied Mathematics and Statistics
Stationary mutation models
Forensic Science International: Genetics,;Vol. 23(2016)p. 217-225
Journal article
Exact Inference on Conditional Linear Γ-Gaussian Bayesian Networks.
Journal of Machine Learning Research,;Vol. 52(2016)p. 474-486
Journal article
Simonsson, I., Mostad, P., A new algorithm for inference in some mixed Bayesian networks with exponential family distributions
Forensisk statistik är ett stort användningsområde för Bayesianska nätverk, inte minst när DNA-data används för att utföra släktskapsanalyser. Med hjälp av DNA-data och kunskap om hur gener ärvs från förälder till avkomma kan beräkningar utföras för att uppskatta sannolikheten att två personer är släkt på ett specifikt vis. Sådana beräkningar är inte problemfria och det finns många försvårande omständigheter som måste tas hänsyn till. Ett fenomen som försvårar släktskapsberäkningar är mutationer. För att göra dessa beräkningar någorlunda precisa måste mutationsprocessen modelleras på ett rimligt sätt. I denna avhandling argumenterar vi för att vissa vanligt förekommande mutationsmodeller för med sig beräkningsproblem och vi föreslår en metod för att åtgärda dessa problem.
Subject Categories
Probability Theory and Statistics
ISBN
978-91-7597-818-5
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 4499
Publisher
Chalmers
Pascal
Opponent: Steffen Lauritzen, Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen, Denmark