We consider the problem of estimating a high-dimensional covariance matrix from a small number of observations when covariates on pairs of variables are available and the variables can have spatial structure. This is motivated by the problem arising in demography of estimating the covariance matrix of the total fertility rate (TFR) of 195 different countries when only 11 observations are available. We construct an estimator for high-dimensional covariance matrices by exploiting information about pairwise covariates, such as whether pairs of variables belong to the same cluster, or spatial structure of the variables, and interactions between the covariates. We reformulate the problem in terms of a mixed effects model. This requires the estimation of only a small number of parameters, which are easy to interpret and which can be selected using standard procedures. The estimator is consistent under general conditions, and asymptotically normal. It works if the mean and variance structure of the data is already specified or if some of the data are missing. We assess its performance under our model assumptions, as well as under model misspecification, using simulations. We find that it outperforms several popular alternatives. We apply it to the TFR dataset and draw some conclusions.


翻译:本文研究在变量对协变量存在且变量具有空间结构的情况下,从少量观测数据中估计高维协方差矩阵的问题。该研究源于人口统计学中的一个实际问题:在仅有11个观测样本的情况下,需要估计195个不同国家总和生育率(TFR)的协方差矩阵。我们通过利用变量对协变量信息(例如变量对是否属于同一聚类)、变量的空间结构以及协变量之间的交互作用,构建了一种高维协方差矩阵估计器。我们将该问题重新表述为混合效应模型,从而仅需估计少量参数。这些参数易于解释,且可通过标准程序进行选择。该估计器在一般条件下具有一致性且渐近正态,适用于数据均值与方差结构已预先设定或存在部分数据缺失的情况。我们通过模拟实验评估了其在模型假设正确及模型误设下的性能,发现其优于多种常用替代方法。最后,我们将其应用于TFR数据集并得出相应结论。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员