We study the change point detection problem for high-dimensional linear regression models. The existing literature mainly focused on the change point estimation with stringent sub-Gaussian assumptions on the errors. In practice, however, there is no prior knowledge about the existence of a change point or the tail structures of errors. To address these issues, in this paper, we propose a novel tail-adaptive approach for simultaneous change point testing and estimation. The method is built on a new loss function which is a weighted combination between the composite quantile and least squared losses, allowing us to borrow information of the possible change points from both the conditional mean and quantiles. For the change point testing, based on the adjusted $L_2$-norm aggregation of a weighted score CUSUM process, we propose a family of individual testing statistics with different weights to account for the unknown tail structures. Combining the individual tests, a tail-adaptive test is further constructed that is powerful for sparse alternatives of regression coefficients' changes under various tail structures. For the change point estimation, a family of argmax-based individual estimators is proposed once a change point is detected. In theory, for both individual and tail-adaptive tests, the bootstrap procedures are proposed to approximate their limiting null distributions. Under some mild conditions, we justify the validity of the new tests in terms of size and power under the high-dimensional setup. The corresponding change point estimators are shown to be rate optimal up to a logarithm factor. Moreover, combined with the wild binary segmentation technique, a new algorithm is proposed to detect multiple change points in a tail-adaptive manner. Extensive numerical results are conducted to illustrate the appealing performance of the proposed method.


翻译:我们研究高维线性回归模型的变化点检测问题。现有文献主要关注在误差项满足严格次高斯假设下的变化点估计。然而在实际应用中,我们缺乏关于变化点是否存在或误差尾部结构的先验知识。为解决这些问题,本文提出了一种新颖的尾部自适应方法,用于同时进行变化点检验与估计。该方法基于一种新的损失函数,该函数是复合分位数损失与最小二乘损失的加权组合,使我们能够从条件均值与分位数两个维度借取可能的变点信息。在变化点检验方面,基于加权得分CUSUM过程的调整$L_2$范数聚合,我们提出了一族具有不同权重的个体检验统计量,以应对未知的尾部结构。通过组合这些个体检验,我们进一步构建了尾部自适应检验,该检验在回归系数稀疏变化的各种尾部结构下均具有良好功效。在变化点估计方面,一旦检测到变化点,我们提出了一族基于argmax的个体估计量。理论上,对于个体检验与尾部自适应检验,均提出了自举程序来逼近其零分布极限。在温和条件下,我们验证了新检验在高维设定下容量与功效的有效性。相应变化点估计量的收敛速率在剔除对数因子后达到最优。此外,结合野生二元分割技术,我们提出了一种尾部自适应多变化点检测算法。大量数值结果验证了所提方法的优越性能。

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
61+阅读 · 2020年3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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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7月10日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月9日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
5+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
8+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关VIP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
61+阅读 · 2020年3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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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