Published November 14, 2023
| Version v1
Publication
Open
Efficient estimation of population variance of a sensitive variable using a new scrambling response model
- 1. Forman Christian College
- 2. COMSATS University Islamabad
- 3. Princess Nourah bint Abdulrahman University
Description
Abstract This study introduces a pioneering scrambling response model tailored for handling sensitive variables. Subsequently, a generalized estimator for variance estimation, relying on two auxiliary information sources, is developed following this novel model. Analytical expressions for bias, mean square error, and minimum mean square error are meticulously derived up to the first order of approximation, shedding light on the estimator's statistical performance. Comprehensive simulation experiments and empirical analysis unveil compelling results. The proposed generalized estimator, operating under both scrambling response models, consistently exhibits minimal mean square error, surpassing existing estimation techniques. Furthermore, this study evaluates the level of privacy protection afforded to respondents using this model, employing a robust framework of simulations and empirical studies.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص تقدم هذه الدراسة نموذجًا رائدًا لاستجابة التشويش مصممًا للتعامل مع المتغيرات الحساسة. بعد ذلك، يتم تطوير مقدر عام لتقدير التباين، بالاعتماد على مصدرين مساعدين للمعلومات، باتباع هذا النموذج الجديد. يتم اشتقاق التعبيرات التحليلية للتحيز، ومتوسط الخطأ المربع، والحد الأدنى لمتوسط الخطأ المربع بدقة حتى الدرجة الأولى من التقريب، مما يلقي الضوء على الأداء الإحصائي للمقدر. تكشف تجارب المحاكاة الشاملة والتحليل التجريبي عن نتائج مقنعة. يُظهر المقدر المعمم المقترح، الذي يعمل بموجب كلا نموذجي الاستجابة الهرولة، باستمرار الحد الأدنى من متوسط الخطأ المربع، متجاوزًا تقنيات التقدير الحالية. علاوة على ذلك، تقيّم هذه الدراسة مستوى حماية الخصوصية الممنوحة للمستجيبين الذين يستخدمون هذا النموذج، باستخدام إطار قوي من المحاكاة والدراسات التجريبية.Translated Description (French)
Résumé Cette étude présente un modèle pionnier de réponse au brouillage adapté à la manipulation de variables sensibles. Par la suite, un estimateur généralisé pour l'estimation de la variance, s'appuyant sur deux sources d'informations auxiliaires, est développé à la suite de ce nouveau modèle. Les expressions analytiques pour le biais, l'erreur quadratique moyenne et l'erreur quadratique moyenne minimale sont calculées méticuleusement jusqu'au premier ordre d'approximation, ce qui permet de faire la lumière sur les performances statistiques de l'estimateur. Des expériences de simulation complètes et une analyse empirique dévoilent des résultats convaincants. L'estimateur généralisé proposé, fonctionnant sous les deux modèles de réponse de brouillage, présente systématiquement une erreur quadratique moyenne minimale, dépassant les techniques d'estimation existantes. De plus, cette étude évalue le niveau de protection de la vie privée offert aux répondants utilisant ce modèle, en utilisant un cadre robuste de simulations et d'études empiriques.Translated Description (Spanish)
Resumen Este estudio presenta un modelo pionero de respuesta de aleatorización adaptado para el manejo de variables sensibles. Posteriormente, se desarrolla un estimador generalizado para la estimación de la varianza, basado en dos fuentes de información auxiliares, siguiendo este novedoso modelo. Las expresiones analíticas para el sesgo, el error cuadrático medio y el error cuadrático medio mínimo se derivan meticulosamente hasta el primer orden de aproximación, lo que arroja luz sobre el rendimiento estadístico del estimador. Los experimentos exhaustivos de simulación y el análisis empírico revelan resultados convincentes. El estimador generalizado propuesto, que opera bajo ambos modelos de respuesta de aleatorización, exhibe consistentemente un error cuadrático medio mínimo, superando las técnicas de estimación existentes. Además, este estudio evalúa el nivel de protección de la privacidad que se ofrece a los encuestados que utilizan este modelo, empleando un sólido marco de simulaciones y estudios empíricos.Files
s41598-023-45427-2.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6619b1f4d0207c0271fb27a74a71a332
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقدير فعال للتباين السكاني لمتغير حساس باستخدام نموذج استجابة هرولة جديد
- Translated title (French)
- Estimation efficace de la variance de la population d'une variable sensible à l'aide d'un nouveau modèle de réponse de brouillage
- Translated title (Spanish)
- Estimación eficiente de la varianza de la población de una variable sensible utilizando un nuevo modelo de respuesta de aleatorización
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388653448
- DOI
- 10.1038/s41598-023-45427-2
References
- https://openalex.org/W1972714793
- https://openalex.org/W2013823004
- https://openalex.org/W2016875612
- https://openalex.org/W2025305810
- https://openalex.org/W2056337558
- https://openalex.org/W2066927980
- https://openalex.org/W2075337765
- https://openalex.org/W2076898774
- https://openalex.org/W2080697885
- https://openalex.org/W2118094694
- https://openalex.org/W2167755747
- https://openalex.org/W2530454706
- https://openalex.org/W2775723822
- https://openalex.org/W2800687464
- https://openalex.org/W2914192450
- https://openalex.org/W2920975199
- https://openalex.org/W3176218172
- https://openalex.org/W3200004364
- https://openalex.org/W3200087442
- https://openalex.org/W4244884391
- https://openalex.org/W4250883217
- https://openalex.org/W4285104561
- https://openalex.org/W4323668424
- https://openalex.org/W4376542699
- https://openalex.org/W4379469299