Factor Analysis based on multivariate $t$ distribution ($t$fa) is a useful robust tool for extracting common factors on heavy-tailed or contaminated data. However, $t$fa is only applicable to vector data. When $t$fa is applied to matrix data, it is common to first vectorize the matrix observations. This introduces two challenges for $t$fa: (i) the inherent matrix structure of the data is broken, and (ii) robustness may be lost, as vectorized matrix data typically results in a high data dimension, which could easily lead to the breakdown of $t$fa. To address these issues, starting from the intrinsic matrix structure of matrix data, a novel robust factor analysis model, namely bilinear factor analysis built on the matrix-variate $t$ distribution ($t$bfa), is proposed in this paper. The novelty is that it is capable to simultaneously extract common factors for both row and column variables of interest on heavy-tailed or contaminated matrix data. Two efficient algorithms for maximum likelihood estimation of $t$bfa are developed. Closed-form expression for the Fisher information matrix to calculate the accuracy of parameter estimates are derived. Empirical studies are conducted to understand the proposed $t$bfa model and compare with related competitors. The results demonstrate the superiority and practicality of $t$bfa. Importantly, $t$bfa exhibits a significantly higher breakdown point than $t$fa, making it more suitable for matrix data.


翻译:基于多元$t$分布的因子分析($t$fa)是一种在重尾或受污染数据中提取公共因子的有效稳健工具。然而,$t$fa仅适用于向量数据。当$t$fa应用于矩阵数据时,通常需先将矩阵观测值向量化。这给$t$fa带来了两个挑战:(i)数据固有的矩阵结构被破坏;(ii)稳健性可能丧失,因为向量化的矩阵数据通常维度较高,易导致$t$fa失效。为解决这些问题,本文从矩阵数据的内在矩阵结构出发,提出了一种新型稳健因子分析模型,即基于矩阵$t$分布的双线性因子分析($t$bfa)。其创新之处在于:该模型能够在重尾或受污染的矩阵数据上,同时提取行变量与列变量的公共因子。本文开发了两种用于$t$bfa最大似然估计的高效算法,推导了用于计算参数估计精度的Fisher信息矩阵的闭式表达式,并通过实证研究理解所提出的$t$bfa模型,并与相关竞争方法进行比较。结果表明$t$bfa具有优越性与实用性。值得注意的是,$t$bfa的崩溃点显著高于$t$fa,使其更适用于矩阵数据。

0
下载
关闭预览

相关内容

因子分析是指研究从变量群中提取共性因子的统计技术。
牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月17日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
基于LDA的主题模型实践(三)
机器学习深度学习实战原创交流
23+阅读 · 2015年10月12日
国家自然科学基金
2+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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月16日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月15日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
基于LDA的主题模型实践(三)
机器学习深度学习实战原创交流
23+阅读 · 2015年10月12日
相关基金
国家自然科学基金
2+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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员