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通过阈值化Tyler’s M估计的稳健稀疏协方差估计。 (英文) Zbl 1439.62123号

摘要:从有限数量的样本中估计高维稀疏协方差矩阵是当代数据分析的一项基本任务。然而,到目前为止,大多数提案对离群值或重尾值并不稳健。为了弥合这一差距,在这项工作中,我们考虑从可能出现重尾椭圆分布的样本中估计稀疏形状矩阵。我们提出了基于Tyler的M估计或其正则化变量阈值的估计。我们证明了在联合极限中,当维数\(p \)和样本大小\(n \)随着\(p/n \ to \ gamma>0\)趋于无穷大时,我们的估计量是最小-最大速率最优的。模拟数据的结果支持我们的理论分析。

MSC公司:

62G35型 非参数稳健性
6220国集团 非参数推理的渐近性质
62甲12 多元分析中的估计
62M15型 随机过程和谱分析的推断
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参考文献:

[1] Abramovich,Y.I.和Spencer,N.K.(2007年)。用于抗离群值自适应滤波的对角加载归一化样本矩阵反演(LNSMI)。摘自IEEE第32届国际声学、语音和信号处理会议论文集。(ICASSP)1105-1108。
[2] Anderson,T.W.(2003)。多元统计分析导论,第三版,《概率统计中的威利级数》。新泽西州霍博肯威利·Zbl 1039.62044号
[3] Avella-Medina,M.、Battey,H.S.、Fan,J.和Li,Q.(2018年)。高维协方差和精度矩阵的稳健估计。生物特征105 271-284·Zbl 07072412号 ·doi:10.1093/biomet/asy011
[4] Balakrishnan,S.、Du,S.S.、Li,J.和Singh,A.(2017年)。高维计算高效的鲁棒稀疏估计。学习理论会议169-212。
[5] 巴蒂亚·R(1997)。矩阵分析。数学研究生课文169。纽约州施普林格。
[6] Bickel,P.J.和Levina,E.(2008)。通过阈值进行协方差正则化。Ann.Statist公司。36 2577-2604. ·Zbl 1196.62062号 ·doi:10.1214/08-AOS600
[7] Cai,T.和Liu,W.(2011)。稀疏协方差矩阵估计的自适应阈值。J.Amer。统计师。协会106 672-684·Zbl 1232.62086号 ·doi:10.1198/jasa.2011.tm10560
[8] Cai,T.T.,Ren,Z.和Zhou,H.H.(2016)。估计结构化高维协方差和精度矩阵:最佳速率和自适应估计。电子。《美国联邦法律大全》第10卷第1-59页·Zbl 1331.62272号 ·doi:10.1214/15-EJS1081
[9] Cai,T.T.和Zhou,H.H.(2012年a)。稀疏协方差矩阵估计的最佳收敛速度。Ann.Statist公司。40 2389-2420·Zbl 1373.62247号 ·doi:10.1214/12-AOS998
[10] Cai,T.T.和Zhou,H.H.(2012年b)。范数下大协方差矩阵的Minimax估计。统计师。中国22 1319-1349·Zbl 1266.62036号
[11] Cambanis,S.、Huang,S.和Simons,G.(1981年)。椭圆等高分布理论。《多元分析杂志》。11 368-385. ·Zbl 0469.60019号 ·doi:10.1016/0047-259X(81)90082-8
[12] Chen,M.、Gao,C.和Ren,Z.(2018)。Huber污染模型下的稳健协方差和散布矩阵估计。Ann.Statist公司。46 1932-1960. ·Zbl 1408.62104号 ·doi:10.1214/17-AOS1607
[13] Chen,Y.、Wiesel,A.和Hero,A.O.III(2011)。高维协方差矩阵的稳健收缩估计。IEEE传输。信号处理。59 4097-4107. ·兹比尔1391.62088 ·doi:10.1010/TSP.2011.2138698文件
[14] Couillet,R.、Kammoun,A.和Pascal,F.(2016)。分散稳健估计的二阶统计量。应用于椭圆信号的GLRT检测。《多元分析杂志》。143 249-274. ·Zbl 1328.62332号 ·doi:10.1016/j.jmva.2015.08.021
[15] Couillet,R.和McKay,M.(2014)。鲁棒收缩协方差矩阵估计量的大维分析与优化。《多元分析杂志》。131 99-120. ·Zbl 1306.62119号 ·doi:10.1016/j.jmva.2014.06.018
[16] Couillet,R.、Pascal,F.和Silverstein,J.W.(2014)。大维状态下协方差矩阵的稳健估计。IEEE传输。通知。理论60 7269-7278·Zbl 1360.62263号 ·doi:10.1109/TIT.2014.2354045
[17] Couillet,R.、Pascal,F.和Silverstein,J.W.(2015)。椭圆分布样本下Maronna M估计量的随机矩阵体制。《多元分析杂志》。139 56-78. ·Zbl 1320.62174号 ·doi:10.1016/j.jmva.2015.02.020
[18] Davidson,K.R.和Szarek,S.J.(2001)。局部算子理论、随机矩阵和Banach空间。《巴拿赫空间几何手册》,第一卷317-366。北荷兰,阿姆斯特丹·Zbl 1067.46008号
[19] Dümbgen,L.(1998)。关于高维散射的泰勒函数。Ann.Inst.统计。数学。50 471-491. ·Zbl 0912.62061号
[20] Dümbgen,L.、Nordhausen,K.和Schuhmacher,H.(2016)。多元散度和位置的(M)-估计的新算法。《多元分析杂志》。144 200-217. ·Zbl 1328.62334号
[21] Dümbgen,L.、Pauly,M.和Schweizer,T.(2015)\多元离散的(M)-泛函。统计调查。9 32-105. ·Zbl 1309.62087号
[22] El Karoui,N.(2008年)。大维稀疏协方差矩阵的算子范数一致估计。Ann.Statist公司。36 2717-2756·Zbl 1196.62064号 ·doi:10.1214/07-AOS559
[23] Falk,M.(2002)。样本协方差对椭圆分布无效。《多元分析杂志》。80 358-377. ·Zbl 0998.62052号 ·doi:10.1006/jmva.2000.1983
[24] Fang,K.T.、Kotz,S.和Ng,K.W.(1990年)。对称多元及相关分布。统计学和应用概率专著36。CRC出版社,伦敦·Zbl 0699.62048号
[25] Frahm,G.(2004)。广义椭圆分布:理论与应用。科伦大学博士论文。
[26] Frahm,G.和Jaekel,U.(2007年)。泰勒M估计量,随机矩阵理论,广义椭圆分布及其在金融中的应用。《计量经济学和统计学讨论论文》,第2/07号,科隆大学计量经济学和统计研究所。
[27] Frahm,G.和Jaekel,U.(2010年)。不完全数据情形下Tyler(M)-估计的推广。计算。统计师。数据分析。54 374-393. ·Zbl 1464.62069号 ·doi:10.1016/j.csda.2009.08.019
[28] Goes,J.、Lerman,G.和Nadler,B.(2020年)。补充“通过阈值Tyler的M估计进行稳健稀疏协方差估计”https://doi.org/10.1214/18-AOS1793SUPP。 ·Zbl 1439.62123号
[29] Guionnet,A.和Zeitouni,O.(2000年)。大型矩阵的光谱测量浓度。电子。Commun公司。普罗巴伯。5 119-136. ·Zbl 0969.15010号 ·doi:10.1214/ECP.v5-1026
[30] Han,F.、Lu,J.和Liu,H.(2014)。高维重尾分布的稳健散布矩阵估计。技术报告,普林斯顿大学,新泽西州普林斯顿。
[31] Huber,P.J.和Ronchetti,E.M.(2009年)。稳健统计学,第二版,《概率统计中的威利级数》。新泽西州霍博肯威利·Zbl 1276.62022号
[32] Kammoun,A.、Couillet,R.、Pascal,F.和Alouini,M.-S.(2018)。使用正则化Tyler估计的自适应归一化匹配滤波器检测器的优化设计。IEEE传输。Aerosp.航空公司。电子。系统。54 755-769.
[33] Kelker,D.(1970年)。球面分布的分布理论和位置-尺度参数推广。SankhyáSer。甲32 419-438·Zbl 0223.60008号
[34] Kent,J.T.和Tyler,D.E.(1988年)。包裹Cauchy分布的最大似然估计。J.应用。统计数据15 247-254。
[35] Kent,J.T.和Tyler,D.E.(1991年)。重降(M)-多元位置和散布的估计。Ann.Statist公司。19 2102-2119. ·Zbl 0763.62030号 ·doi:10.1214/aos/1176348388
[36] Lam,C.和Fan,J.(2009年)。大协方差矩阵估计中的稀疏性和收敛速度。Ann.Statist公司。37 4254-4278. ·Zbl 1191.62101号 ·doi:10.1214/09-AOS720
[37] Mardia,K.V.、Kent,J.T.和Bibby,J.M.(1979年)。多元分析。伦敦学术出版社·Zbl 0432.62029号
[38] Maronna,R.A.(1976年)。多元位置和散布的稳健估计量。Ann.Statist公司。4 51-67. ·Zbl 0322.62054号 ·doi:10.1214/aos/1176343347
[39] Maronna,R.A.和Yohai,V.J.(2017)。多元散射和位置的稳健有效估计。计算。统计师。数据分析。109 64-75. ·Zbl 1466.62158号 ·doi:10.1016/j.csda.2016.11.006
[40] Morales-Jimenez,D.、Couillet,R.和McKay,M.R.(2015)。具有离群值的协方差稳健M-估计的大维分析。IEEE传输。信号处理。63 5784-5797. ·Zbl 1394.62070号 ·doi:10.1109/TSP.2015.2460225
[41] Nordhausen,K.和Tyler,D.E.(2015)。关于稳健协方差插件方法的注意事项。生物特征102 573-588·Zbl 1452.62416号 ·doi:10.1093/biomet/asv022
[42] Ollila,E.和Koivunen,V.(2003)。使用伪协方差M估计量的稳健天线阵列处理。在IEEE第14届个人、室内和移动无线电通信国际研讨会(PIMRC)论文集2659-2663中。
[43] Ollila,E.和Tyler,D.E.(2012年)。复杂椭圆对称杂波分布下的无分布检测。IEEE第七届传感器阵列和多通道信号处理研讨会,(SAM)413-416。
[44] Ollila,E.和Tyler,D.E.(2014)。散布矩阵的正则化M估计。IEEE Trans。信号处理。62 6059-6070. ·Zbl 1394.94435号 ·doi:10.1010/TSP.2014.2360826
[45] Pascal,F.、Chitour,Y.和Quek,Y.(2014)。广义稳健收缩估计及其在STAP检测问题中的应用。IEEE传输。信号处理。62 5640-5651. ·Zbl 1394.94773号 ·doi:10.1109/TSP.2014.2355779
[46] Rothman,A.J.、Levina,E.和Zhu,J.(2009)。大协方差矩阵的广义阈值。J.Amer。统计师。协会104 177-186·Zbl 1388.62170号 ·doi:10.1198/jasa.2009.0101
[47] Rudelson,M.和Vershynin,R.(2013)。Hanson-Wright不等式与亚高斯浓度。电子。Commun公司。普罗巴伯。18编号82,9·Zbl 1329.60056号 ·doi:10.1214/ECP.v18-2865
[48] Sirkiä,S.、Taskinen,S.和Oja,H.(2007年)。多元分散的对称M-估计。《多元分析杂志》。98 1611-1629. ·Zbl 1122.62048号 ·doi:10.1016/j.jmva.2007.06.005
[49] Soloveychik,I.和Wiesel,A.(2014)。凸结构椭圆模型中的泰勒协方差矩阵估计。IEEE传输。信号处理。62 5251-5259. ·Zbl 1394.94548号 ·doi:10.1109/TSP.2014.2348951
[50] Sun,Y.、Babu,P.和Palomar,D.P.(2014)。正则泰勒散射估计:存在性、唯一性和算法。IEEE传输。信号处理。62 5143-5156. ·Zbl 1394.94569号 ·doi:10.1010/TSP.2014.2348944文件
[51] Sun,Y.、Babu,P.和Palomar,D.P.(2016)。重尾椭圆分布结构协方差矩阵的稳健估计。IEEE传输。信号处理。64 3576-3590. ·Zbl 1414.94596号 ·doi:10.1109/TSP.2016.2546222
[52] Tyler,D.E.(1987年a)。多元散度的无分布(M)估计。Ann.Statist公司。15 234-251·Zbl 0628.62053号
[53] Tyler,D.E.(1987年b)。球面上角中心高斯分布的统计分析。生物特征74 579-589·Zbl 0628.62054号 ·doi:10.1093/biomet/74.3.579
[54] Wiesel,A.(2012年)。尺度高斯模型中正则协方差估计的统一框架。IEEE传输。信号处理。60 29-38. ·Zbl 1391.62094号 ·doi:10.1109/TSP.2011.2170685
[55] Wiesel,A.和Zhang,T.(2014)。结构化稳健协方差估计。已找到。趋势信号处理。8 127-216. ·Zbl 1343.62043号 ·doi:101561/200000053
[56] Zhang,T.、Cheng,X.和Singer,A.(2016)。Tyler’s(M)-估计量的Marčenko-Pastur定律。《多元分析杂志》。149 114-123. ·Zbl 1381.62109号 ·doi:10.1016/j.jmva.2016.03.010
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