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去偏者当心:中心化正则化传输映射的陷阱

最优化与控制 2022-06-20 v2 统计理论 统计理论

摘要

估计两个测度 PPQQ 之间的最优传输(OT)映射(又称 Monge 映射)是一个充满计算与统计挑战的问题。一种有前景的方法是利用在样本 PnP_nQnQ_n 之间求解熵正则化 OT 问题时获得的对偶势函数,其可用于恢复近似最优映射。然而,该方案中的负熵惩罚引入了随正则化强度增大而增长的估计偏差。对此类估计去偏的一个广为从业者所知的补救方法,是将它们中心化,即减去涉及 PnP_n 与自身以及 QnQ_n 与自身的辅助问题。我们确实证明,在 PPQQ 的有利条件下,去偏能够给出对 Monge 映射更好的逼近。然而,或许令人惊讶的是,我们给出了若干去偏在统计意义上被证明是有害的情形,特别是当正则化强度较大或样本数较少时。这些结论在合成与真实数据集上得到了实验验证,并应重新引发关于在使用熵最优传输时是否需要去偏的讨论。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.08919,
  title  = {Debiaser Beware: Pitfalls of Centering Regularized Transport Maps},
  author = {Aram-Alexandre Pooladian and Marco Cuturi and Jonathan Niles-Weed},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08919},
  year   = {2022}
}