The hardcore model on a graph $G$ with parameter $\lambda>0$ is a probability measure on the collection of all independent sets of $G$, that assigns to each independent set $I$ a probability proportional to $\lambda^{|I|}$. In this paper we consider the problem of estimating the parameter $\lambda$ given a single sample from the hardcore model on a graph $G$. To bypass the computational intractability of the maximum likelihood method, we use the maximum pseudo-likelihood (MPL) estimator, which for the hardcore model has a surprisingly simple closed form expression. We show that for any sequence of graphs $\{G_N\}_{N\geq 1}$, where $G_N$ is a graph on $N$ vertices, the MPL estimate of $\lambda$ is $\sqrt N$-consistent, whenever the graph sequence has uniformly bounded average degree. We then derive sufficient conditions under which the MPL estimate of the activity parameters is $\sqrt N$-consistent given a single sample from a general $H$-coloring model, in which restrictions between adjacent colors are encoded by a constraint graph $H$. We verify the sufficient conditions for models where there is at least one unconstrained color as long as the graph sequence has uniformly bounded average degree. This applies to many $H$-coloring examples such as the Widom-Rowlinson and multi-state hard-core models. On the other hand, for the $q$-coloring model, which falls outside this class, we show that consistent estimation may be impossible even for graphs with bounded average degree. Nevertheless, we show that the MPL estimate is $\sqrt N$-consistent in the $q$-coloring model when $\{G_N\}_{N\geq 1}$ has bounded average double neighborhood. The presence of hard constraints, as opposed to soft constraints, leads to new challenges, and our proofs entail applications of the method of exchangeable pairs as well as combinatorial arguments that employ the probabilistic method.


翻译:以 $ g$ 为代表的硬体模型 $ g$, 以 软度 $\ lambda> 0 美元为参数的硬度模型, 是收集所有独立的 美元 美元 的概率度量 。 每独立设定美元 的概率与 $ 美元 成比例 。 在本文中, 我们考虑估算参数 $\ lambda$ 的问题, 以来自 硬度模型的单一样本 $ G$ 。 要绕过最大概率方法的计算性可选性, 我们使用最高假相异的估量, 硬值 $ 美元 表示 硬度 。 我们用 最大值 美元 美元 表示 硬度 美元 的 美元 度 。 美元 以 美元 美元 的 美元, 以 美元 的 美元 的 的 最低值, 以 美元 的 以 美元 的 最低值 。 以 美元 的 的 模式, 以 最低 的 最低 的 标准 表示 。

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