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经验Bernstein置信区间用于核平滑器:一种安全且精确地耗尽假设光滑性的方法

统计理论 2026-05-28 v3 统计理论

摘要

使用正态近似(NA)构建基于核平滑器的置信区间面临根本性挑战:归一化操作使小的估计偏差转化为不可忽略的推断偏差。本文采取不同路径,取而代之的是使用经验Bernstein尾部控制。 resulting 置信区间控制原始估计尺度上的随机变异性,从而使确定性平滑偏差以估计尺度的近似误差形式进入半径,而非作为归一化的推断偏差。我们在单变量密度和回归函数的点估计上发展了这一思想。所提出的经验Bernstein置信区间(EBCI)结合了经验Bernstein校准与偏差感知的固定长度半径构建,在局部Taylor余项类下实现。对于在具有SS阶局部光滑性的函数上,单侧置信区间和双侧置信区间均在剩余项阶为n2S2S+1n^{-\frac{2S}{2S+1}}或有界或次高斯情形下的指数剩余项内达到名义覆盖水平。它们的宽度以最小混沌率nS2S+1n^{-\frac{S}{2S+1}}收缩。此外,在小α\alpha情形下,EBCI半径与偏差感知类型固定长度置信区间的半径一级对齐。对于单侧推断,主导项相同;而对于双侧推断,唯一区别是通常将log(1α)\log(\frac{1}{\alpha})替换为log(2α)\log(\frac{2}{\alpha})。因此,EBCI安全地将正确指定的光滑性转化为覆盖精度和区间长度效率。该工作的贡献并非新的偏差控制方法,而是一种能够继承偏差感知推断(BA)和鲁棒偏差校正(RBC)等现有思想,同时避免通常归一化放大平滑偏差的新的校准方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.03781,
  title  = {Empirical Bernstein Confidence Intervals for Kernel Smoothers: A Safe and Sharp Way to Exhaust Assumed Smoothness},
  author = {Zihao Yuan and Sven Klaassen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.03781},
  year   = {2026}
}

备注

This is the third version of the working paper