論文の概要: Frank-Wolfe-based Algorithms for Approximating Tyler's M-estimator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.09370v1
- Date: Sun, 19 Jun 2022 10:24:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-06-22 15:22:05.260406
- Title: Frank-Wolfe-based Algorithms for Approximating Tyler's M-estimator
- Title(参考訳): フランクウルフに基づくタイラーのm推定器近似アルゴリズム
- Authors: Lior Danon, Dan Garber
- Abstract要約: 1つの変種はフランク=ウルフの標準的なステップを使用し、もう1つはテキスト・ウェイ・ステップ(AFW)も考慮している。
3つ目は AFW (GAFW) のテキストジオデシック版である
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.24470467199451
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Tyler's M-estimator is a well known procedure for robust and heavy-tailed
covariance estimation. Tyler himself suggested an iterative fixed-point
algorithm for computing his estimator however, it requires super-linear (in the
size of the data) runtime per iteration, which may be prohibitive in large
scale. In this work we propose, to the best of our knowledge, the first
Frank-Wolfe-based algorithms for computing Tyler's estimator. One variant uses
standard Frank-Wolfe steps, the second also considers \textit{away-steps}
(AFW), and the third is a \textit{geodesic} version of AFW (GAFW). AFW provably
requires, up to a log factor, only linear time per iteration, while GAFW runs
in linear time (up to a log factor) in a large $n$ (number of data-points)
regime. All three variants are shown to provably converge to the optimal
solution with sublinear rate, under standard assumptions, despite the fact that
the underlying optimization problem is not convex nor smooth. Under an
additional fairly mild assumption, that holds with probability 1 when the
(normalized) data-points are i.i.d. samples from a continuous distribution
supported on the entire unit sphere, AFW and GAFW are proved to converge with
linear rates. Importantly, all three variants are parameter-free and use
adaptive step-sizes.
- Abstract(参考訳): タイラーのM-推定器は、頑健で重み付き共分散推定のためのよく知られた手順である。
タイラー自身は、彼の推定値を計算するために反復固定点アルゴリズムを提案したが、それはイテレーション毎の超線形(データのサイズ)ランタイムを必要とする。
この研究では、我々の知る限りでは、タイラーの推定値を計算する最初のフランクウルフベースのアルゴリズムを提案する。
1つの変種は標準的なフランク=ウルフステップを使用し、もう1つは \textit{away-steps} (afw)、もう1つは afw (gafw) の \textit{geodesic} バージョンである。
AFWは、ログファクタまで、イテレーション毎の線形時間しか必要とせず、GAFWは大規模な$n$(データポイントの数)で線形時間(ログファクタまで)で動作する。
3つの変種は、根底にある最適化問題は凸や滑らかではないにもかかわらず、標準仮定の下で、最適解に正に準線形率で収束することが示される。
さらに、(正規化された)データポイントが単位球全体に支持される連続分布からのサンプルであるとき、確率 1 で成り立つ仮定では、AFW とGAFW は線形速度に収束することが証明される。
重要なことに、これら3つのバリエーションはパラメータフリーであり、適応ステップサイズを使用する。
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