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Bernard Bercu
Jérémie Bigot
Gauthier Thurin

球面数据的 Monge-Kantorovich 分位数正则化估计

研究问题
摘要称,针对方向性(球面)数据,如何在最优传输框架下定义分位数函数,并在需要样本外估计时引入必要的正则化,是本文关注的问题。
方法与思路
作者提出基于熵最优传输的正则化估计量,将熵映射的定义推广到球面情形;并给出随机算法,用球谐函数基展开 Kantorovich 势,直接求解均匀分布与目标分布之间的连续最优传输问题。
材料陈述的贡献
摘要称,本文引入球面情形下的正则化估计量与相应随机算法,并定义方向性 Monge-Kantorovich 深度这一伴随概念,且说明该深度具有与方向数据统计分析中 Liu-Zuo-Serfling 公理相关的合意性质,并展示了方法在数据分析中的益处。
阅读关注点
应核对熵映射在球面情形的具体定义与识别条件、随机算法的收敛性与计算代价、深度所满足公理的确切表述与证明,以及实证部分使用的数据与评价标准。
阅读边界
仅凭摘要无法判断估计量的理论性质、收敛速率、算法实际表现与实证结论的稳健性;摘要未说明具体数据来源、数值结果与对比基准。该文为 arXiv 预印本,未经同行评审验证,不能据此声称已被期刊接收。

原文摘要

Tools from optimal transport (OT) theory have recently been used to define a notion of quantile function for directional data. In practice, regularization is mandatory for applications that require out-of-sample estimates. To this end, we introduce a regularized estimator built from entropic optimal transport, by extending the definition of the entropic map to the spherical setting. We propose a stochastic algorithm to directly solve a continuous OT problem between the uniform distribution and a target distribution, by expanding Kantorovich potentials in the basis of spherical harmonics. In addition, we define the directional Monge-Kantorovich depth, a companion concept for OT-based quantiles. We show that it benefits from desirable properties related to Liu-Zuo-Serfling axioms for the statistical analysis of directional data. Building on our regularized estimators, we illustrate the benefits of our methodology for data analysis.

笔记与分组