Kernel-based feature selection is an important tool in nonparametric statistics. Despite many practical applications of kernel-based feature selection, there is little statistical theory available to support the method. A core challenge is the objective function of the optimization problems used to define kernel-based feature selection are nonconvex. The literature has only studied the statistical properties of the \emph{global optima}, which is a mismatch, given that the gradient-based algorithms available for nonconvex optimization are only able to guarantee convergence to local minima. Studying the full landscape associated with kernel-based methods, we show that feature selection objectives using the Laplace kernel (and other $\ell_1$ kernels) come with statistical guarantees that other kernels, including the ubiquitous Gaussian kernel (or other $\ell_2$ kernels) do not possess. Based on a sharp characterization of the gradient of the objective function, we show that $\ell_1$ kernels eliminate unfavorable stationary points that appear when using an $\ell_2$ kernel. Armed with this insight, we establish statistical guarantees for $\ell_1$ kernel-based feature selection which do not require reaching the global minima. In particular, we establish model-selection consistency of $\ell_1$-kernel-based feature selection in recovering main effects and hierarchical interactions in the nonparametric setting with $n \sim \log p$ samples.


翻译:基于内核的特性选择是非参数统计中的一个重要工具。 尽管基于内核的特性选择有许多实际应用, 但没有多少可用的统计理论来支持此方法。 核心挑战在于用于定义内核特性选择的优化问题客观功能。 文献只研究了用于非Convex优化的基于梯度的算法的统计属性, 鉴于用于非Convex优化的基于梯度的算法只能保证与本地最小值的趋同。 研究与内核的特性选择方法相关的全部景观时, 我们显示, 使用 Laplace 内核( 和其他$/ ell_ 1美元内核) 的特性选择目标具有统计保证性, 其他内核核核( 或其他$/ ell_ 2美元内核内核) 的统计性属性, 因为基于对基于内核功能的梯度的模型描述, 我们显示 $_ 1 内核内核消除不可变的固定的定点, 当使用 $_ 内核内核的内核的内核内核的内核的内核内核的内核内核内核内核内核内核内, 的内置的内核内核内核内核的内核内核内核内核内核内核内核的内核内核内核的内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内, 的内核内核内核内核内核内核内核内核的内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内置的内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核的内置 的内置 的内核内核的内核的内核 的内核的内核 的内核的内核, 的内核 的内定 的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核的内核内核内核内核内核内核内

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