論文の概要: Gaussian Graphical Model Selection for Huge Data via Minipatch Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.12067v1
- Date: Fri, 22 Oct 2021 21:06:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-10-26 14:44:57.837670
- Title: Gaussian Graphical Model Selection for Huge Data via Minipatch Learning
- Title(参考訳): ミニパッチ学習による巨大データのガウス図形モデル選択
- Authors: Tianyi Yao and Minjie Wang and Genevera I. Allen
- Abstract要約: グラフィカルモデル選択の問題を解決するために,MPGraph (Minipatch Graph) 推定器を提案する。
MPGraphは、観測とノードの両方の小さなランダムなサブセットに適合する閾値グラフ推定器の一般化である。
本アルゴリズムは有限サンプルグラフ選択の整合性を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.2891210250935146
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Gaussian graphical models are essential unsupervised learning techniques to
estimate conditional dependence relationships between sets of nodes. While
graphical model selection is a well-studied problem with many popular
techniques, there are typically three key practical challenges: i) many
existing methods become computationally intractable in huge-data settings with
tens of thousands of nodes; ii) the need for separate data-driven tuning
hyperparameter selection procedures considerably adds to the computational
burden; iii) the statistical accuracy of selected edges often deteriorates as
the dimension and/or the complexity of the underlying graph structures
increase. We tackle these problems by proposing the Minipatch Graph (MPGraph)
estimator. Our approach builds upon insights from the latent variable graphical
model problem and utilizes ensembles of thresholded graph estimators fit to
tiny, random subsets of both the observations and the nodes, termed
minipatches. As estimates are fit on small problems, our approach is
computationally fast with integrated stability-based hyperparameter tuning.
Additionally, we prove that under certain conditions our MPGraph algorithm
achieves finite-sample graph selection consistency. We compare our approach to
state-of-the-art computational approaches to Gaussian graphical model selection
including the BigQUIC algorithm, and empirically demonstrate that our approach
is not only more accurate but also extensively faster for huge graph selection
problems.
- Abstract(参考訳): ガウス図形モデルはノードの集合間の条件依存関係を推定するための教師なし学習手法である。
グラフィカルモデル選択は多くの一般的なテクニックでよく研究されている問題であるが、一般的には3つの重要な課題がある。
一 既存の方法の多くは、数万のノードを持つ巨大なデータ設定で計算に難航する。
二 分離データ駆動チューニングハイパーパラメータ選択手順の必要性は、計算上の負担を大幅に増加させる。
三 グラフ構造の次元及び/又は複雑さが増大するにつれて、選択したエッジの統計的精度が劣化することがしばしばある。
本稿では,MPGraph (Minipatch Graph) 推定器を提案する。
提案手法は,潜在変数のグラフィカルモデル問題から得られた知見に基づいて,観測とノードの両方の小さなランダムな部分集合に適合する閾値付きグラフ推定器のアンサンブルを利用する。
推定は小さな問題に当てはまるため、我々の手法は安定度に基づくハイパーパラメータチューニングの統合で計算的に高速である。
さらに,ある条件下では,MPGraphアルゴリズムは有限サンプルグラフ選択の一貫性を実現する。
我々は、BigQUICアルゴリズムを含むガウスのグラフィカルモデル選択に対する最先端の計算手法に対するアプローチを比較し、我々のアプローチがより正確であるだけでなく、巨大なグラフ選択問題に対して広範囲に高速であることを示す。
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