Principal Component Analysis (PCA) is a popular tool in data analysis, especially when the data is high-dimensional. PCA aims to find subspaces, spanned by the so-called \textit{principal components}, that best explain the variance in the dataset. The deflation method is a popular meta-algorithm -- used to discover such subspaces -- that sequentially finds individual principal components, starting from the most important one and working its way towards the less important ones. However, due to its sequential nature, the numerical error introduced by not estimating principal components exactly -- e.g., due to numerical approximations through this process -- propagates, as deflation proceeds. To the best of our knowledge, this is the first work that mathematically characterizes the error propagation of the inexact deflation method, and this is the key contribution of this paper. We provide two main results: $i)$ when the sub-routine for finding the leading eigenvector is generic, and $ii)$ when power iteration is used as the sub-routine. In the latter case, the additional directional information from power iteration allows us to obtain a tighter error bound than the analysis of the sub-routine agnostic case. As an outcome, we provide explicit characterization on how the error progresses and affects subsequent principal component estimations for this fundamental problem.


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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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