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Hengchao Chen
Yuanyao Tan
Chao Huang
Hongtu Zhu
Qiang Sun

黎曼齐性空间上的测地因子分析混合模型

研究问题
对于取值于流形且各子群具有不同方向离散程度的数据,如何建立更灵活的聚类模型,并支持参数估计与理论分析?
方法与思路
作者在混合模型的各成分内使用测地因子结构,研究最大似然估计,并提出适用于球面、形状空间和双曲空间的迭代算法。
材料陈述的贡献
摘要称建立了最大似然估计的根号样本量一致性,补充相关混合模型理论,并通过数值实验与脑部形状案例展示方法表现。
阅读关注点
应核对混合成分与因子结构的可识别性、一致性的正则条件,以及算法收敛、初始化和模型误设实验所覆盖的范围。
阅读边界
这是 arXiv 预印本,同行评审与期刊接收未核实;摘要未给出完整理论条件及比较细节,不能据其性能陈述判断普遍优势。

原文摘要

This paper introduces Mixtures of Geodesic Factor Analyzers (MGFA) on Riemannian homogeneous spaces. MGFA uses a geodesic factor model within each mixture component, providing greater expressiveness than mixtures of Riemannian radial distributions and enabling clustering of manifold-valued data with anisotropic subpopulations. We establish root-$n$ consistency for the MGFA maximum likelihood estimator (MLE), thereby filling a theoretical gap for mixtures of Riemannian radial distributions as a special case. We also propose an iterative estimation algorithm and implement it on spheres, shape spaces, and hyperbolic spaces. Numerical experiments show that MGFA substantially outperforms competing methods in well-specified regimes while remaining robust under model misspecification. Finally, case studies on corpus callosum and left hippocampus shape datasets demonstrate MGFA's effectiveness for both 2D contour and 3D shape analysis.

笔记与分组
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