Rank-based approaches are among the most popular nonparametric methods for univariate data in tackling statistical problems such as hypothesis testing due to their robustness and effectiveness. However, they are unsatisfactory for more complex data. In the era of big data, high-dimensional and non-Euclidean data, such as networks and images, are ubiquitous and pose challenges for statistical analysis. Existing multivariate ranks such as component-wise, spatial, and depth-based ranks do not apply to non-Euclidean data and have limited performance for high-dimensional data. Instead of dealing with the ranks of observations, we propose two types of ranks applicable to complex data based on a similarity graph constructed on observations: a graph-induced rank defined by the inductive nature of the graph and an overall rank defined by the weight of edges in the graph. To illustrate their utilization, both the new ranks are used to construct test statistics for the two-sample hypothesis testing, which converge to the $\chi_2^2$ distribution under the permutation null distribution and some mild conditions of the ranks, enabling an easy type-I error control. Simulation studies show that the new method exhibits good power under a wide range of alternatives compared to existing methods. The new test is illustrated on the New York City taxi data for comparing travel patterns in consecutive months and a brain network dataset comparing male and female subjects.


翻译:基于秩的方法因其鲁棒性和有效性,是单变量数据中解决假设检验等统计问题最流行的非参数方法之一。然而,这些方法在处理更复杂的数据时并不理想。在大数据时代,高维和非欧几里得数据(如网络和图像)普遍存在,给统计分析带来了挑战。现有的多变量秩方法(如分量秩、空间秩和深度秩)不适用于非欧几里得数据,且在高维数据上性能有限。我们提出基于观测数据构建的相似图,定义两种适用于复杂数据的秩:一种是通过图的归纳性质定义的图诱导秩,另一种是由图中边的权重定义的整体秩。为说明其应用,这两种新秩被用于构造两样本假设检验的检验统计量,在置换零分布和秩的某些温和条件下,该统计量收敛于$\chi_2^2$分布,从而易于控制第一类错误。模拟研究表明,与现有方法相比,新方法在多种备择假设下表现出良好的检验功效。该新检验方法被应用于纽约市出租车数据(比较连续月份的出行模式)和大脑网络数据集(比较男性和女性受试者)中。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
【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
35+阅读 · 2019年10月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
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
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 · 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
1+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
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
4+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
4+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
5+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
11+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
7+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
10+阅读 · 7月26日
相关资讯
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
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
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 · 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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员