論文の概要: Detection problems in the spiked matrix models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.05331v1
- Date: Thu, 12 Jan 2023 23:46:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-16 14:24:31.021150
- Title: Detection problems in the spiked matrix models
- Title(参考訳): スパイク行列モデルにおける検出問題
- Authors: Ji Hyung Jung, Hye Won Chung and Ji Oon Lee
- Abstract要約: まず、ノイズがガウス的でない場合、データ行列を入力順に前変換することで主成分分析を改善することができることを示す。
また,事前知識がない場合の信号のランクを推定するアルゴリズムも導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.125686694430573
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the statistical decision process of detecting the low-rank signal
from various signal-plus-noise type data matrices, known as the spiked random
matrix models. We first show that the principal component analysis can be
improved by entrywise pre-transforming the data matrix if the noise is
non-Gaussian, generalizing the known results for the spiked random matrix
models with rank-1 signals. As an intermediate step, we find out sharp phase
transition thresholds for the extreme eigenvalues of spiked random matrices,
which generalize the Baik-Ben Arous-P\'{e}ch\'{e} (BBP) transition. We also
prove the central limit theorem for the linear spectral statistics for the
spiked random matrices and propose a hypothesis test based on it, which does
not depend on the distribution of the signal or the noise. When the noise is
non-Gaussian noise, the test can be improved with an entrywise transformation
to the data matrix with additive noise. We also introduce an algorithm that
estimates the rank of the signal when it is not known a priori.
- Abstract(参考訳): スパイク乱数行列モデルとして知られる様々な信号プラスノイズ型データ行列から低ランク信号を検出する統計的決定過程について検討した。
まず, 雑音がガウス的でない場合, 主成分分析を入力方向の事前変換によって改善できることを示し, ランク1信号のスパイクランダム行列モデルに対して既知の結果を一般化する。
中間段階として、スパイクランダム行列の極端固有値に対する鋭い位相遷移しきい値を見いだし、これはbaik-ben arous-p\'{e}ch\'{e} (bbp)遷移を一般化する。
また、スパイクされたランダム行列に対する線形スペクトル統計量の中央極限定理を証明し、信号の分布や雑音に依存しないそれに基づく仮説テストを提案する。
ノイズがガウス雑音でない場合、加算雑音を伴うデータ行列への入出力変換によりテストを改善することができる。
また,優先度が分かっていない場合の信号のランクを推定するアルゴリズムも導入する。
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