We study the classical problem of predicting an outcome variable, $Y$, using a linear combination of a $d$-dimensional covariate vector, $\mathbf{X}$. We are interested in linear predictors whose coefficients solve: % \begin{align*} \inf_{\boldsymbol{\beta} \in \mathbb{R}^d} \left( \mathbb{E}_{\mathbb{P}_n} \left[ \left(Y-\mathbf{X}^{\top}\beta \right)^r \right] \right)^{1/r} +\delta \, \rho\left(\boldsymbol{\beta}\right), \end{align*} where $\delta>0$ is a regularization parameter, $\rho:\mathbb{R}^d\to \mathbb{R}_+$ is a convex penalty function, $\mathbb{P}_n$ is the empirical distribution of the data, and $r\geq 1$. We present three sets of new results. First, we provide conditions under which linear predictors based on these estimators % solve a \emph{distributionally robust optimization} problem: they minimize the worst-case prediction error over distributions that are close to each other in a type of \emph{max-sliced Wasserstein metric}. Second, we provide a detailed finite-sample and asymptotic analysis of the statistical properties of the balls of distributions over which the worst-case prediction error is analyzed. Third, we use the distributionally robust optimality and our statistical analysis to present i) an oracle recommendation for the choice of regularization parameter, $\delta$, that guarantees good out-of-sample prediction error; and ii) a test-statistic to rank the out-of-sample performance of two different linear estimators. None of our results rely on sparsity assumptions about the true data generating process; thus, they broaden the scope of use of the square-root lasso and related estimators in prediction problems.


翻译:我们研究利用d维协变量向量X的线性组合预测结果变量Y这一经典问题。我们关注系数满足以下条件的线性预测器:% \begin{align*} \inf_{\boldsymbol{\beta} \in \mathbb{R}^d} \left( \mathbb{E}_{\mathbb{P}_n} \left[ \left(Y-\mathbf{X}^{\top}\beta \right)^r \right] \right)^{1/r} +\delta \, \rho\left(\boldsymbol{\beta}\right), \end{align*} 其中δ>0为正则化参数,ρ:ℝ^d→ℝ_+为凸惩罚函数,ℙ_n为数据的经验分布,r≥1。我们提出三组新结果。首先,我们给出这些估计量基于的线性预测器满足分布鲁棒优化问题的条件:它们最小化在某种最大切片Wasserstein度量下彼此接近的分布上的最坏情况预测误差。其次,我们对用于分析最坏情况预测误差的分布球的统计性质进行详细的有限样本和渐近分析。第三,利用分布鲁棒最优性和统计分析,我们提出:i) 保证良好样本外预测误差的正则化参数δ的Oracle推荐选择;ii) 用于排序两个不同线性估计量样本外性能的检验统计量。所有结果均不依赖于真实数据生成过程的稀疏性假设,从而拓展了平方根LASSO及相关估计量在预测问题中的适用范围。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
131+阅读 · 2023年1月29日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年8月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月12日
VIP会员
最新内容
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
3+阅读 · 今天15:47
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
3+阅读 · 今天15:30
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
7+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
12+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
10+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
8+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
13+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
16+阅读 · 9月22日
相关VIP内容
【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
131+阅读 · 2023年1月29日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
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
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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年8月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员