論文の概要: Theoretical Guarantees for Sparse Principal Component Analysis based on
the Elastic Net
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.14194v1
- Date: Thu, 29 Dec 2022 06:43:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-02 17:33:52.373861
- Title: Theoretical Guarantees for Sparse Principal Component Analysis based on
the Elastic Net
- Title(参考訳): 弾性ネットに基づくスパース主成分分析の理論的保証
- Authors: Teng Zhang, Haoyi Yang and Lingzhou Xue
- Abstract要約: まず,Zou, Hastie & Tibshirani (2006)のSPCAアルゴリズムを再検討し,その実装について述べる。
それらの推定誤差境界は、既存の作品の最良の限界と一致しているか、あるいはいくつかの対数的要因までのミニマックスレートを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.413356290199602
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Sparse principal component analysis (SPCA) has been widely used for
dimensionality reduction and feature extraction in high-dimensional data
analysis. Despite there are many methodological and theoretical developments in
the past two decades, the theoretical guarantees of the popular SPCA algorithm
proposed by Zou, Hastie & Tibshirani (2006) based on the elastic net are still
unknown. We aim to close this important theoretical gap in this paper. We first
revisit the SPCA algorithm of Zou et al. (2006) and present our implementation.
Also, we study a computationally more efficient variant of the SPCA algorithm
in Zou et al. (2006) that can be considered as the limiting case of SPCA. We
provide the guarantees of convergence to a stationary point for both
algorithms. We prove that, under a sparse spiked covariance model, both
algorithms can recover the principal subspace consistently under mild
regularity conditions. We show that their estimation error bounds match the
best available bounds of existing works or the minimax rates up to some
logarithmic factors. Moreover, we demonstrate the numerical performance of both
algorithms in simulation studies.
- Abstract(参考訳): スパース主成分分析(SPCA)は高次元データ解析における次元減少と特徴抽出に広く用いられている。
過去20年間に多くの方法論的・理論的発展があったが、Zau, Hastie & Tibshirani (2006)によって提案された人気のあるSPCAアルゴリズムの理論的保証は未だに不明である。
本稿では,この重要な理論上のギャップを解消する。
まず,Zau et al. (2006)のSPCAアルゴリズムを再検討し,実装について述べる。
また、Zou et al. (2006) において、SPCAアルゴリズムの計算上より効率的な変種について検討し、SPCAの極限ケースとみなすことができる。
両アルゴリズムの定常点への収束の保証を提供する。
スパーススパイク共分散モデルの下では、両アルゴリズムが穏やかな規則性条件下で主部分空間を安定に復元できることを示す。
これらの推定誤差境界は, 既存の作業の最適範囲や, 対数係数までのミニマックス率と一致することを示す。
さらに,シミュレーション研究において,両アルゴリズムの数値性能を示す。
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