Principal component analysis (PCA) is a widely used dimension reduction method, but its performance is known to be non-robust to outliers. Recently, product-PCA (PPCA) has been shown to possess the efficiency-loss free ordering-robustness property: (i) in the absence of outliers, PPCA and PCA share the same asymptotic distributions; (ii), in the presence of outliers, PPCA is more ordering-robust than PCA in estimating the leading eigenspace. PPCA is thus different from the conventional robust PCA methods, and may deserve further investigations. In this article, we study the high-dimensional statistical properties of the PPCA eigenvalues via the techniques of random matrix theory. In particular, we derive the critical value for being distant spiked eigenvalues, the limiting values of the sample spiked eigenvalues, and the limiting spectral distribution of PPCA. Similar to the case of PCA, the explicit forms of the asymptotic properties of PPCA become available under the special case of the simple spiked model. These results enable us to more clearly understand the superiorities of PPCA in comparison with PCA. Numerical studies are conducted to verify our results.


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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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