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MacroPCA:一种可处理缺失值以及单元级与行级离群点的全能 PCA 方法

统计方法学 2021-01-13 v3

摘要

多元数据通常用一个矩形矩阵(表格)表示,其中行是对象(案例),列是变量(测量值)。当变量很多时,人们常通过主成分分析(PCA)降维,其基本形式对离群点不稳健。大量研究聚焦于处理行级离群点,即偏离数据中大多数行的行(例如,它们可能属于不同总体)。近年来,单元级离群点也受到关注。这些是可疑的单元(条目),可出现在表格中任意位置。即使较小比例的离群单元也会污染超过半数的行,导致行级稳健方法失效。本文构建了一种新的 PCA 方法,它结合了两种现有稳健方法的优势,以同时对单元级和行级离群点稳健。同时,该算法能应对缺失值。迄今为止,它是唯一能同时处理这三种问题的 PCA 方法。其名称 MacroPCA 代表允许缺失值以及单元级与行级离群点的 PCA(PCA allowing for Missingness And Cellwise & Rowwise Outliers)。若干模拟与真实数据集说明了其稳健性。引入了新残差图,有助于确定哪些变量导致了离群行为。该方法非常适用于在线过程控制。

关键词

引用

@article{arxiv.1806.00954,
  title  = {MacroPCA: An all-in-one PCA method allowing for missing values as well as cellwise and rowwise outliers},
  author = {Mia Hubert and Peter J. Rousseeuw and Wannes Van den Bossche},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1806.00954},
  year   = {2021}
}