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arXiv 2110.00151stat.MLcs.LGmath.STstat.TH
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拉格朗日推断用于排序问题

Lagrangian Inference for Ranking Problems

Harvard University(哈佛大学);Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Harvard T.H. Chan School of Public Health(哈佛大学陈曾熙公共卫生学院)

Yue Liu, Ethan X. Fang, Junwei Lu

AI总结:

本文提出一种新的组合推断框架,用于在排序问题中进行一般不确定性量化,基于Bradley-Terry-Luce模型,推断局部和全局排序属性,并通过数值实验验证方法的最优性。

摘要:

我们提出了一种新颖的组合推断框架,用于在排序问题中进行一般不确定性量化。我们考虑广泛采用的Bradley-Terry-Luce (BTL) 模型,其中每个项目被分配一个正的偏好分数,确定成对比较结果的伯努利分布。我们的方法旨在推断BTL模型的一般排序属性,包括局部属性(如一个项目是否优于另一个)和全局属性(如一个项目是否在前K名中)。我们进一步将推断框架推广到多重检验问题,其中我们控制假发现率(FDR),并应用该方法推断前K名的项目。我们还推导了信息论下界,以证明所提方法的最小最大最优性。我们通过合成和真实数据集进行了广泛的数值研究以验证我们的理论。

英文摘要:

We propose a novel combinatorial inference framework to conduct general uncertainty quantification in ranking problems. We consider the widely adopted Bradley-Terry-Luce (BTL) model, where each item is assigned a positive preference score that determines the Bernoulli distributions of pairwise comparisons' outcomes. Our proposed method aims to infer general ranking properties of the BTL model. The general ranking properties include the "local" properties such as if an item is preferred over another and the "global" properties such as if an item is among the top $K$-ranked items. We further generalize our inferential framework to multiple testing problems where we control the false discovery rate (FDR), and apply the method to infer the top-$K$ ranked items. We also derive the information-theoretic lower bound to justify the minimax optimality of the proposed method. We conduct extensive numerical studies using both synthetic and real datasets to back up our theory.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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