High-dimensional data can often display heterogeneity due to heteroscedastic variance or inhomogeneous covariate effects. Penalized quantile and expectile regression methods offer useful tools to detect heteroscedasticity in high-dimensional data. The former is computationally challenging due to the non-smooth nature of the check loss, and the latter is sensitive to heavy-tailed error distributions. In this paper, we propose and study (penalized) robust expectile regression (retire), with a focus on iteratively reweighted $\ell_1$-penalization which reduces the estimation bias from $\ell_1$-penalization and leads to oracle properties. Theoretically, we establish the statistical properties of the retire estimator under two regimes: (i) low-dimensional regime in which $d \ll n$; (ii) high-dimensional regime in which $s\ll n\ll d$ with $s$ denoting the number of significant predictors. In the high-dimensional setting, we carefully characterize the solution path of the iteratively reweighted $\ell_1$-penalized retire estimation, adapted from the local linear approximation algorithm for folded-concave regularization. Under a mild minimum signal strength condition, we show that after as many as $\log(\log d)$ iterations the final iterate enjoys the oracle convergence rate. At each iteration, the weighted $\ell_1$-penalized convex program can be efficiently solved by a semismooth Newton coordinate descent algorithm. Numerical studies demonstrate the competitive performance of the proposed procedure compared with either non-robust or quantile regression based alternatives.


翻译:高维数据常因异方差或协变量效应不均匀而呈现异质性。惩罚分位数回归与期望分位数回归方法为检测高维数据中的异方差性提供了有效工具。前者因检验损失函数的非光滑性而面临计算挑战,后者则对重尾误差分布敏感。本文提出并研究了(惩罚型)稳健期望分位数回归(retire),重点采用迭代加权$\ell_1$正则化方法,该方法能减少$\ell_1$正则化带来的估计偏差并具备Oracle性质。理论上,我们建立了retire估计量在两种情景下的统计性质:(i) 低维情景($d \ll n$);(ii) 高维情景($s\ll n\ll d$,其中$s$表示显著预测变量数量)。在高维设定中,我们精细刻画了迭代加权$\ell_1$惩罚retire估计的求解路径,该方法基于凹折叠正则化的局部线性近似算法。在温和的最小信号强度条件下,我们证明经过$\log(\log d)$次迭代后,最终迭代解即可达到Oracle收敛速度。每次迭代中的加权$\ell_1$惩罚凸规划问题可通过半光滑牛顿坐标下降算法高效求解。数值实验表明,与基于非稳健回归或分位数回归的替代方法相比,本文提出的方法具有竞争优势。

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
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16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
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
被忽略的Focal Loss变种
极市平台
29+阅读 · 2019年4月19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
数据分析师应该知道的16种回归方法:泊松回归
数萃大数据
35+阅读 · 2018年9月13日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
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
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月12日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月10日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
2+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
被忽略的Focal Loss变种
极市平台
29+阅读 · 2019年4月19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
数据分析师应该知道的16种回归方法:泊松回归
数萃大数据
35+阅读 · 2018年9月13日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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
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
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员