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2017年2月 样本协方差算子的集中不等式和矩界
弗拉基米尔·科尔钦斯基,卡里姆·路尼西
伯努利 23(1): 110-133 (2017年2月)。 内政部:10.3150/15-BEJ730

摘要

设$X,X_{1},\dots,X__{n},\ dots$是可分Banach空间$E$中以i.i.d.为中心的高斯随机变量,其协方差算子为$\Sigma$:

\[\Sigma:E^{\ast}\mapsto E,\qquad\Sigma u=\mathbb{E}\langle X,u\rangle X,\qquid u\inE ^{\asp}.\]样本协方差运算符$\hat{\Sigma}:E^}\ast}\mapstoE$定义为

\[hat{\Sigma}u:=n^{-1}\sum_{j=1}^{n}\langle X_{j},u\rangle X_{j},E^{\ast}中的qquad u.]本文的目标是获得样本协方差算子与真协方差算子偏差的算子范数$\Vert\hat{\ Sigma{-\Sigma \Vert$的浓度不等式和期望界。特别是,它表明

\[\mathbb{E}\Vert\hat{\Sigma}-\Sigma-\Vert\asymp\Vert\Sigma\Vert(\sqrt{\frac{{\mathbf{r}}(\Sigma)}{n}}\vee\frac{\\mathbf}}

\[{\mathbf{r}}(\Sigma):=\frac{(\mathbb{E}\VertX\Vert)^{2}}{\Vert\Sigma\Vert}.\]此外,还证明了在${\mathbf{r{}(\siga)\leqn$的假设下,对于所有$t\geq1$,概率至少为$1-E^{-t}$

\[\vert\vert\hat{\Sigma}-\Sigma \vert-M\vert\lesssim\vert\Sigma\vert(\sqrt{\frac{t}{n}}\vee\frac{t}{n{),\]其中$M$是中值,或者是$\vert\hat{\Sigra}-\Sigma\vert$的期望值。另一方面,假设${mathbf{r}}(\Sigma)\geqn$,对于所有$t\geq1$,概率至少为$1-e^{-t}$

\[\vert\vert\hat{\Sigma}-\Sigma \vert-M\vert\lesssim\vert\Sigma\vert(\sqrt{\frac{{\mathbf{r}}(\Sigma-)}{n}}\sqrt{\frac{t}{n{}}\vee\frac{t}}})。\]

引用

下载引文

弗拉基米尔·科尔钦斯基。 卡里姆·卢尼奇。 “样本协方差算子的集中不等式和矩界。” 伯努利 23 (1) 110 - 133, 2017年2月。 https://doi.org/10.3150/15-BEJ730

问询处

收到日期:2014年8月1日;修订日期:2015年3月1日;发布日期:2017年2月
首次在欧几里得项目中提供:2016年9月27日

zbMATH公司:1366.60057
数学科学网:3556768万令吉
数字对象标识符:10.3150/15-BEJ730

关键词:集中度不等式,有效等级,力矩界限,样本协方差

版权所有©2017伯努利数理统计与概率学会

第23卷•第1期•2017年2月
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