論文の概要: Multi-Attribute Graph Estimation with Sparse-Group Non-Convex Penalties
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.11984v1
- Date: Sat, 17 May 2025 12:35:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-20 14:57:10.972428
- Title: Multi-Attribute Graph Estimation with Sparse-Group Non-Convex Penalties
- Title(参考訳): スパースグループ非凸ペナルティを用いたマルチ属性グラフ推定
- Authors: Jitendra K Tugnait,
- Abstract要約: マルチ属性データから条件独立グラフ(CIG)ベクトルを推定する問題を考察する。
グラフ推定のための既存のほとんどの方法は、各ノードの1つのスカラーランダム変数に基づいている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.94486861344922
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider the problem of inferring the conditional independence graph (CIG) of high-dimensional Gaussian vectors from multi-attribute data. Most existing methods for graph estimation are based on single-attribute models where one associates a scalar random variable with each node. In multi-attribute graphical models, each node represents a random vector. In this paper we provide a unified theoretical analysis of multi-attribute graph learning using a penalized log-likelihood objective function. We consider both convex (sparse-group lasso) and sparse-group non-convex (log-sum and smoothly clipped absolute deviation (SCAD) penalties) penalty/regularization functions. An alternating direction method of multipliers (ADMM) approach coupled with local linear approximation to non-convex penalties is presented for optimization of the objective function. For non-convex penalties, theoretical analysis establishing local consistency in support recovery, local convexity and precision matrix estimation in high-dimensional settings is provided under two sets of sufficient conditions: with and without some irrepresentability conditions. We illustrate our approaches using both synthetic and real-data numerical examples. In the synthetic data examples the sparse-group log-sum penalized objective function significantly outperformed the lasso penalized as well as SCAD penalized objective functions with $F_1$-score and Hamming distance as performance metrics.
- Abstract(参考訳): 多属性データから高次元ガウスベクトルの条件独立グラフ(CIG)を推定する問題を考える。
グラフ推定の既存の手法は、各ノードにスカラーランダム変数を関連付ける単一属性モデルに基づいている。
多属性グラフィカルモデルでは、各ノードはランダムなベクトルを表す。
本稿では,ペナル化対数類似目的関数を用いたマルチ属性グラフ学習の統一的理論的解析を行う。
スパースグループラッソ(sparse-group lasso)とスパースグループ非コンベックス(log-sum, smoothly clipped absolute deviation (SCAD) penalties)の2つのペナルティ/正規化機能について検討した。
非凸ペナルティに対する局所線形近似と結合した乗算器 (ADMM) アプローチの交互方向法を, 目的関数の最適化のために提案する。
非凸ペナルティの場合、支持回復における局所的整合性を確立する理論的解析、高次元設定における局所的凸性および精度行列推定は、いくつかの不表現性条件を伴って、十分条件の2つのセットで提供される。
合成と実データの両方の数値例を用いて,本手法について解説する。
合成データ例では,スパースグループ対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対数対
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