Multimodal high-dimensional data are increasingly prevalent in biomedical research, yet they are often compromised by block-wise missingness and measurement errors, posing significant challenges for statistical inference and prediction. We propose AdapDISCOM, a novel adaptive direct sparse regression method that simultaneously addresses these two pervasive issues. Building on the DISCOM framework, AdapDISCOM introduces modality-specific weighting schemes to account for heterogeneity in data structures and error magnitudes across modalities. We establish the theoretical properties of AdapDISCOM, including model selection consistency and convergence rates under sub-Gaussian and heavy-tailed settings, and develop robust and computationally efficient variants (AdapDISCOM-Huber and Fast-AdapDISCOM). Extensive simulations demonstrate that AdapDISCOM consistently outperforms existing methods such as DISCOM, SCOM, and CoCoLasso, particularly under heterogeneous contamination and heavy-tailed distributions. Finally, we apply AdapDISCOM to Alzheimers Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) data, demonstrating improved prediction of cognitive scores and reliable selection of established biomarkers, even with substantial missingness and measurement errors. AdapDISCOM provides a flexible, robust, and scalable framework for high-dimensional multimodal data analysis under realistic data imperfections.


翻译:多模态高维数据在生物医学研究中日益普遍,但这些数据常受到块缺失和测量误差的影响,给统计推断和预测带来了重大挑战。我们提出了AdapDISCOM,一种新颖的自适应直接稀疏回归方法,可同时处理这两个普遍存在的问题。基于DISCOM框架,AdapDISCOM引入了模态特定的加权方案,以考虑不同模态之间数据结构和误差大小的异质性。我们建立了AdapDISCOM的理论性质,包括在亚高斯和重尾设定下的模型选择一致性及收敛速率,并开发了稳健且计算高效的变体(AdapDISCOM-Huber和Fast-AdapDISCOM)。大量的模拟实验表明,AdapDISCOM在异质性污染和重尾分布下,其性能始终优于DISCOM、SCOM和CoCoLasso等现有方法。最后,我们将AdapDISCOM应用于阿尔茨海默病神经影像学倡议(ADNI)数据,证明即使在存在大量缺失和测量误差的情况下,该方法也能改善认知评分的预测,并可靠地筛选出已确立的生物标志物。AdapDISCOM为现实数据缺陷下的高维多模态数据分析提供了一个灵活、稳健且可扩展的框架。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2025】GCAL:使图模型适应不断演变的领域偏移
专知会员服务
9+阅读 · 2025年5月23日
数据受限条件下的多模态处理技术综述
专知
22+阅读 · 2022年7月16日
自动特征工程在推荐系统中的研究
DataFunTalk
10+阅读 · 2019年12月20日
简述多种降维算法
算法与数学之美
11+阅读 · 2018年9月23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
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
3+阅读 · 今天8:04
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:59
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
3+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
6+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
相关VIP内容
【ICML2025】GCAL:使图模型适应不断演变的领域偏移
专知会员服务
9+阅读 · 2025年5月23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
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员