論文の概要: Wasserstein-Cramér-Rao Theory of Unbiased Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.07414v1
- Date: Mon, 10 Nov 2025 18:58:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:45.433211
- Title: Wasserstein-Cramér-Rao Theory of Unbiased Estimation
- Title(参考訳): Wasserstein-Cramér-Rao理論による不偏推定
- Authors: Nicolás García Trillos, Adam Quinn Jaffe, Bodhisattva Sen,
- Abstract要約: 独立にサンプリングされたデータセットの値と比較した場合、推定器の不安定性を表す量に興味がある。
結果として生じる感度の理論は、古典的な分散の理論がフィッシャー・ラオ幾何学に基づいているのと同じように、ワッサーシュタイン幾何学に基づいている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.111443975103331
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The quantity of interest in the classical Cram\'er-Rao theory of unbiased estimation (e.g., the Cram\'er-Rao lower bound, its exact attainment for exponential families, and asymptotic efficiency of maximum likelihood estimation) is the variance, which represents the instability of an estimator when its value is compared to the value for an independently-sampled data set from the same distribution. In this paper we are interested in a quantity which represents the instability of an estimator when its value is compared to the value for an infinitesimal additive perturbation of the original data set; we refer to this as the "sensitivity" of an estimator. The resulting theory of sensitivity is based on the Wasserstein geometry in the same way that the classical theory of variance is based on the Fisher-Rao (equivalently, Hellinger) geometry, and this insight allows us to determine a collection of results which are analogous to the classical case: a Wasserstein-Cram\'er-Rao lower bound for the sensitivity of any unbiased estimator, a characterization of models in which there exist unbiased estimators achieving the lower bound exactly, and some concrete results that show that the Wasserstein projection estimator achieves the lower bound asymptotically. We use these results to treat many statistical examples, sometimes revealing new optimality properties for existing estimators and other times revealing entirely new estimators.
- Abstract(参考訳): 古典的クラム・ラーオ理論における非バイアス推定(例えば、クラム・ラーオの下界、指数族に対する正確な到達率、最大推定の漸近効率)への関心の量は、その値が同じ分布から設定された独立サンプリングされたデータセットの値と比較されたときに、推定子の不安定さを表す分散である。
本稿では,その値が元のデータセットの無限小加法摂動の値と比較した場合の推定器の不安定性を表す量に興味を持ち,これを推定器の「感度」と呼ぶ。
結果として得られる感度理論は、古典的な分散理論がフィッシャー・ラオ(英語版)(Fisher-Rao, ヘリンガー(英語版)(Hellinger))の幾何学に基づいているのと同じように、ワッサーシュタイン幾何学に基づいており、この洞察により、古典的な場合と類似した結果の集合を決定することができる: ワッサーシュタイン・クラム・アー・ラオ(英語版)(Wasserstein-Cram\'er-Rao)は、任意の非バイアス推定子の感度に対する下界、下界を正確に達成している非バイアス推定子が存在するモデルの特徴、そしてワッサーシュタイン射影推定子(英語版)(Wasserstein projection estimator)が下界の漸近性を達成することを示す具体的な結果である。
これらの結果を用いて、多くの統計例を扱い、時には既存の推定値に対する新しい最適性特性を明らかにし、その他の場合には全く新しい推定値を示す。
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