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Regression for Sparse Matrices with Covariates and Autocorrelation
Matrix completion aims to recover a low-rank matrix from a small set of noisy observations, usually accompanied by auxiliary information and underlying autocorrelation structures. We introduce a computationally efficient penalized regression framework that models the target matrix as a linear function of intercepts, row and column covariates, and a latent low-rank component, while accounting for autocorrelation within the rows and columns of the target matrix through Laplacian regularization. We establish theoretical non-asymptotic error bounds under sub-Gaussian noise and develop an iterative least squares estimator that allows for flexible sub-model specifications without disrupting convergence. Our method outperforms other spectral regularization methods and is comparable to deep learning benchmarks, but with significantly reduced computational time. We provide an R package for implementation and tuning.
Régression sur matrices creuses avec covariables et autocorrélation
L'achèvement de matrice vise à reconstituer une matrice de rang faible à partir d'un ensemble restreint d'observations bruitées, souvent accompagnées d'informations auxiliaires et de structures d'autocorrélation sous-jacentes. Nous introduisons un cadre de régression pénalisée, efficace sur le plan computationnel, qui modélise la matrice cible comme une fonction linéaire d'ordonnées à l'origine, de covariables de lignes et de colonnes, et d'une composante latente de rang faible, tout en prenant en compte l'autocorrélation au sein des lignes et des colonnes via une régularisation laplacienne. Nous établissons des bornes d'erreur théoriques non asymptotiques sous hypothèse de bruit sous-gaussien et développons un estimateur par moindres carrés itératifs permettant des spécifications flexibles de sous-modèles sans perturber la convergence. Notre méthode surpasse les autres méthodes de régularisation spectrale et offre des performances comparables aux méthodes d'apprentissage profond de référence, mais avec un temps de calcul considérablement réduit. Nous fournissons un paquet R pour l'implémentation et la calibration.
Date and Time
-
Additional Authors and Speakers (not including you)
Aurelie Labbe
HEC Montreal
Karim Oualkacha
University of Quebec in Montreal
Language of Oral Presentation
English
Language of Visual Aids
English

Speaker

Edit Name Primary Affiliation
Khaled Fouda HEC Montréal