We consider the problem of Sparse Principal Component Analysis (PCA) when the ratio $d/n \rightarrow c > 0$. There has been a lot of work on optimal rates on sparse PCA in the offline setting, where all the data is available for multiple passes. In contrast, when the population eigenvector is $s$-sparse, streaming algorithms that have $O(d)$ storage and $O(nd)$ time complexity either typically require strong initialization conditions or have a suboptimal error. We show that a simple algorithm that thresholds and renormalizes the output of Oja's algorithm (the Oja vector) obtains an optimal error rate. This is very surprising because, without thresholding, the Oja vector has a large error. Our analysis centers around bounding the entries of the unnormalized Oja vector, which involves the projection of a product of independent random matrices on a random initial vector. This is nontrivial and novel since previous analyses of Oja's algorithm and matrix products have been done when the trace of the population covariance matrix is bounded while in our setting, this quantity can be as large as $n$.


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在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
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