Finite order Markov models are theoretically well-studied models for dependent discrete data. Despite their generality, application in empirical work when the order is large is rare. Practitioners avoid using higher order Markov models because (1) the number of parameters grow exponentially with the order and (2) the interpretation is often difficult. Mixture of transition distribution models (MTD) were introduced to overcome both limitations. MTD represent higher order Markov models as a convex mixture of single step Markov chains, reducing the number of parameters and increasing the interpretability. Nevertheless, in practice, estimation of MTD models with large orders are still limited because of curse of dimensionality and high algorithm complexity. Here, we prove that if only few lags are relevant we can consistently and efficiently recover the lags and estimate the transition probabilities of high-dimensional MTD models. The key innovation is a recursive procedure for the selection of the relevant lags of the model. Our results are based on (1) a new structural result of the MTD and (2) an improved martingale concentration inequality. We illustrate our method using simulations and a weather data.


翻译:有限阶马尔可夫模型是理论上得到充分研究的相依离散数据模型。尽管其具有普遍性,但在实际工作中当阶数较大时应用却很少。实践者避免使用高阶马尔可夫模型,原因在于:(1)参数数量随阶数呈指数增长;(2)解释往往较为困难。为克服这两项局限性,引入了转移分布混合模型(MTD)。MTD将高阶马尔可夫模型表示为单步马尔可夫链的凸组合,从而减少参数数量并提高可解释性。然而,在实际应用中,由于维数灾难和算法复杂度高,大阶数MTD模型的估计仍然受到限制。本文证明,若仅少数滞后项相关,我们能够一致且高效地恢复这些滞后项并估计高维MTD模型的转移概率。关键创新在于提出了一种递归过程用于选择模型的相关滞后项。我们的结果基于:(1)MTD的一个新结构性质,以及(2)改进的鞅集中不等式。我们通过模拟实验和天气数据验证了所提方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3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
8+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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24日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月23日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
VIP会员
最新内容
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
5+阅读 · 今天10:12
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
5+阅读 · 今天9:53
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
13+阅读 · 6月13日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3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
8+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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