Functional Principal Component Analysis (FPCA) is a prominent tool to characterize variability and reduce dimension of longitudinal and functional datasets. Bayesian implementations of FPCA are advantageous because of their ability to propagate uncertainty in subsequent modeling. To ease computation, many modeling approaches rely on the restrictive assumption that functional principal components can be represented through a pre-specified basis. Under this assumption, inference is sensitive to the basis, and misspecification can lead to erroneous results. Alternatively, we develop a flexible Bayesian FPCA model using Relaxed Mutually Orthogonal (ReMO) processes. We define ReMO processes to enforce mutual orthogonality between principal components to ensure identifiability of model parameters. The joint distribution of ReMO processes is governed by a penalty parameter that determines the degree to which the processes are mutually orthogonal and is related to ease of posterior computation. In comparison to other methods, FPCA using ReMO processes provides a more flexible, computationally convenient approach that facilitates accurate propagation of uncertainty. We demonstrate our proposed model using extensive simulation experiments and in an application to study the effects of breastfeeding status, illness, and demographic factors on weight dynamics in early childhood. Code is available on GitHub at https://github.com/jamesmatuk/ReMO-FPCA .


翻译:功能性主要组成部分分析(FPCA)是确定差异和减少纵向和功能性数据集范围的突出工具。Bayesian FPCA的实施具有优势,因为其能够传播随后建模的不确定性。为了便于计算,许多示范方法都基于以下限制性假设:功能性主要组成部分可以通过预先指定的基础得到代表。根据这一假设,推论对基础很敏感,分辨错误可能导致错误结果。或者,我们开发了一个灵活的Bayesian FPCA模型,使用放松的相互交替(REMO)程序。我们定义了在主要组成部分之间执行相互或交替的ReMO程序,以确保模型参数的可识别性。ReMO程序的联合分布受惩罚参数的制约,该参数决定程序相互或交替地代表主要组成部分的程度,并且与离子计算有关。与其他方法相比,FPCA程序提供了更灵活、计算更方便的方法,便于准确传播不确定性。我们用广泛的模拟实验和应用程序展示了我们提议的模型,用于研究母乳喂养状况、REBAFA/人口动态在儿童期、RECA/CA标准在儿童疾病/人口动态上的影响。

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年8月19日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月18日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员