Statistical analysis of multimodal imaging data is a challenging task, since the data involves high-dimensionality, strong spatial correlations and complex data structures. In this paper, we propose rigorous statistical testing procedures for making inferences on the complex dependence of multimodal imaging data. Motivated by the analysis of multi-task fMRI data in the Human Connectome Project (HCP) study, we particularly address three hypothesis testing problems: (a) testing independence among imaging modalities over brain regions, (b) testing independence between brain regions within imaging modalities, and (c) testing independence between brain regions across different modalities. Considering a general form for all the three tests, we develop a global testing procedure and a multiple testing procedure controlling the false discovery rate. We study theoretical properties of the proposed tests and develop a computationally efficient distributed algorithm. The proposed methods and theory are general and relevant for many statistical problems of testing independence structure among the components of high-dimensional random vectors with arbitrary dependence structures. We also illustrate our proposed methods via extensive simulations and analysis of five task fMRI contrast maps in the HCP study.


翻译:多模态成像数据的统计分析是一项具有挑战性的任务,因为这类数据具有高维性、强空间相关性和复杂的数据结构。本文针对多模态成像数据的复杂依赖关系推断,提出了严格的统计检验方法。受人类连接组计划(HCP)研究中多任务fMRI数据分析的启发,我们特别处理了三个假设检验问题:(a)检验脑区间成像模态间的独立性;(b)检验同一成像模态下脑区间的独立性;(c)检验不同模态下脑区间的独立性。针对三个检验的通用形式,我们开发了全局检验程序及控制错误发现率的多重检验程序。我们研究了所提出检验的理论性质,并开发了计算高效的分布式算法。本文提出的方法与理论具有普适性,适用于高维随机向量分量间具有任意依赖结构的独立性检验问题。我们通过大量模拟实验及对HCP研究中五个任务fMRI对比图的分析,进一步验证了所提方法的效果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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 · 2014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
1+阅读 · 2014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 · 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 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月26日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月24日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
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 · 2014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
1+阅读 · 2014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 · 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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员