We consider the deviation inequalities for the sums of independent $d$ by $d$ random matrices, as well as rank one random tensors. Our focus is on the non-isotropic case and the bounds that do not depend explicitly on the dimension $d$, but rather on the effective rank. In a rather elementary and unified way, we show the following results: 1) A deviation bound for the sums of independent positive-semi-definite matrices of any rank. This result generalizes the dimension-free bound of Koltchinskii and Lounici [Bernoulli, 23(1): 110-133, 2017] on the sample covariance matrix in the sub-Gaussian case. 2) Dimension-free bounds for the operator norm of the sums of random tensors of rank one formed either by sub-Gaussian or log-concave random vectors. This extends the result of Guedon and Rudelson [Adv. in Math., 208: 798-823, 2007]. 3) A non-isotropic version of the result of Alesker [Geom. Asp. of Funct. Anal., 77: 1--4, 1995] on the concentration of the norm of sub-exponential random vectors. 4) A dimension-free lower tail bound for sums of positive semi-definite matrices with heavy-tailed entries, sharpening the bound of Oliveira [Prob. Th. and Rel. Fields, 166: 1175-1194, 2016]. Our approach is based on the duality formula between entropy and moment generating functions. In contrast to the known proofs of dimension-free bounds, we avoid Talagrand's majorizing measure theorem, as well as generic chaining bounds for empirical processes. Some of our tools were pioneered by O. Catoni and co-authors in the context of robust statistical estimation.


翻译:我们考虑的是独立美元数额的偏差,用美元随机基质计算,以及排列一个随机格子。我们的侧重点是非正向型案例和并不明确取决于维度的界限,而是有效级。我们以相当基本和统一的方式展示了以下结果:(1) 独立正向半向型矩阵金额的偏差,结果将Koltchinskii和Lounici[Bernoulli, 23(1): 110-133 2017] 的无维约束范围概括在亚高撒州立案的抽样组合中。(2) 操作者一级随机直径的直径值的无维界限,要么由南撒美或正向型矢量的矢量构成。这扩大了Guedon和Rudelson(数学中的Adv., 208: 798-823,2007) 。 3 在亚勒斯克(全球正向直向型) 直径直径直径直径的直径方和直径直径直径直径直径的直径直径直径直径直径直径直径直径直径方方的直径直径直径直径直径直方的直方的直方方方方方方方方方位矩阵。

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