How hard is it to estimate a discrete-time signal $(x_{1}, ..., x_{n}) \in \mathbb{C}^n$ satisfying an unknown linear recurrence relation of order $s$ and observed in i.i.d. complex Gaussian noise? The class of all such signals is parametric but extremely rich: it contains all exponential polynomials over $\mathbb{C}$ with total degree $s$, including harmonic oscillations with $s$ arbitrary frequencies. Geometrically, this class corresponds to the projection onto $\mathbb{C}^{n}$ of the union of all shift-invariant subspaces of $\mathbb{C}^\mathbb{Z}$ of dimension $s$. We show that the statistical complexity of this class, as measured by the squared minimax radius of the $(1-\delta)$-confidence $\ell_2$-ball, is nearly the same as for the class of $s$-sparse signals, namely $O\left(s\log(en) + \log(\delta^{-1})\right) \cdot \log^2(es) \cdot \log(en/s).$ Moreover, the corresponding near-minimax estimator is tractable, and it can be used to build a test statistic with a near-minimax detection threshold in the associated detection problem. These statistical results rest upon an approximation-theoretic one: we show that finite-dimensional shift-invariant subspaces admit compactly supported reproducing kernels whose Fourier spectra have nearly the smallest possible $\ell_p$-norms, for all $p \in [1,+\infty]$ at once.


翻译:在独立同分布的复高斯噪声中观测到满足未知s阶线性递推关系的离散时间信号$(x_{1}, ..., x_{n}) \in \mathbb{C}^n$,其估计难度如何?所有此类信号的集合是参数化的,但极其丰富:它包含总次数为s的所有复指数多项式,包括具有任意s个频率的谐波振荡。从几何角度看,该类对应于所有s维$\mathbb{C}^\mathbb{Z}$平移不变子空间到$\mathbb{C}^{n}$上的投影的并集。我们证明,以$(1-\delta)$置信$\ell_2$球的最小最大半径平方作为统计复杂度度量,该类的统计复杂度与s稀疏信号类几乎相同,即$O\left(s\log(en) + \log(\delta^{-1})\right) \cdot \log^2(es) \cdot \log(en/s)$。此外,相应的近最小最大估计器是可处理的,并且可用于在相关检测问题中构建具有近最小最大检测阈值的检验统计量。这些统计结果基于一个逼近论结果:我们证明有限维平移不变子空间存在紧支撑的再生核,其傅里叶谱在所有$p \in [1,+\infty]$上同时具有近乎最小的$\ell_p$范数。

0
下载
关闭预览

相关内容

【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
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
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
1+阅读 · 2024年12月19日
Arxiv
1+阅读 · 2024年12月18日
VIP会员
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
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