<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">NEJSDS</journal-id>
<journal-title-group><journal-title>The New England Journal of Statistics in Data Science</journal-title></journal-title-group>
<issn pub-type="ppub">2693-7166</issn><issn-l>2693-7166</issn-l>
<publisher>
<publisher-name>New England Statistical Society</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">NEJSDS50</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.51387/23-NEJSDS50</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading"><subject>Methodology Article</subject></subj-group>
<subj-group subj-group-type="area"><subject>Machine Learning and Data Mining</subject></subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Validation of Machine Learning Prediction Models</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Pronzato</surname><given-names>Luc</given-names></name><email xlink:href="mailto:pronzato@i3s.unice.fr">pronzato@i3s.unice.fr</email><xref ref-type="aff" rid="j_nejsds50_aff_001"/><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Rendas</surname><given-names>Maria-João</given-names></name><email xlink:href="mailto:rendas@i3s.unice.fr">rendas@i3s.unice.fr</email><xref ref-type="aff" rid="j_nejsds50_aff_002"/>
</contrib>
<aff id="j_nejsds50_aff_001">Bât. Euclide, Les Algorithmes, 2000 route des lucioles, 06900 Sophia Antipolis cedex, <institution>CNRS, Université Côte d’Azur, Laboratoire I3S</institution>, <country>France</country>. E-mail address: <email xlink:href="mailto:pronzato@i3s.unice.fr">pronzato@i3s.unice.fr</email></aff>
<aff id="j_nejsds50_aff_002">Bât. Euclide, Les Algorithmes, 2000 route des lucioles, 06900 Sophia Antipolis cedex, <institution>CNRS, Université Côte d’Azur, Laboratoire I3S</institution>, <country>France</country>. E-mail address: <email xlink:href="mailto:rendas@i3s.unice.fr">rendas@i3s.unice.fr</email></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>7</day><month>11</month><year>2023</year></pub-date><volume>1</volume><issue>3</issue><fpage>394</fpage><lpage>414</lpage><history><date date-type="accepted"><day>9</day><month>6</month><year>2023</year></date></history>
<permissions><copyright-statement>© 2023 New England Statistical Society</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>We address the estimation of the Integrated Squared Error (ISE) of a predictor <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_001"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\eta (x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of an unknown function <italic>f</italic> learned using data acquired on a given design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_002"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We consider ISE estimators that are weighted averages of the residuals of the predictor <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_003"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\eta (x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on a set of selected points <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_004"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We show that, under a stochastic model for <italic>f</italic>, minimisation of the mean squared error of these ISE estimators is equivalent to minimisation of a Maximum Mean Discrepancy (MMD) for a non-stationary kernel that is adapted to the geometry of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_005"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Sequential Bayesian quadrature then yields sequences of nested validation designs that minimise, at each step of the construction, the relevant MMD. The optimal ISE estimate can be written in terms of the integral of a linear reconstruction, for the assumed model, of the square of the interpolator residuals over the domain of <italic>f</italic>. We present an extensive set of numerical experiments which demonstrate the good performance and robustness of the proposed solution. Moreover, we show that the validation designs obtained are space-filling continuations of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_006"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and that correct weighting of the observed interpolator residuals is more important than the precise configuration <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_007"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the points at which they are observed.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords and phrases</label>
<kwd>Model Validation</kwd>
<kwd>Bayesian Quadrature</kwd>
<kwd>Maximum Mean Discrepancy</kwd>
<kwd>Experimental Design</kwd>
</kwd-group>
<funding-group><funding-statement>This work was partially funded by project ANR INDEX (ANR-18-CE91-0007) <uri>https://sdb3.i3s.unice.fr/anrindex/</uri>.</funding-statement></funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_nejsds50_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction and Motivation</title>
<p>Using machine learning models in real world applications, for instance for industrial optimisation and testing [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_009">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_014">14</xref>], banking [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_031">31</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_002">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_024">24</xref>], or as tools in the context of social services [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_015">15</xref>], imposes stringent requirements on their validation. The same happens in the framework of computer experiments, see for instance [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_025">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_027">27</xref>], where numerically efficient machine learning models are used as controlled-error approximations of mathematical models with prohibitive computational complexity, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_006">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_039">39</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_010">10</xref>].</p>
<p>Model validation ideally resorts to a reserved test set, i.e. to evaluations of the modelled function on data points that have not been used neither to select nor to train the machine learning model [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_005">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_046">46</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_018">18</xref>]. Using the errors of the model on this test set enables the assessment of the model quality, using for instance estimates of the mean-squared error in the context of regression problems, or the rate of labeling errors of classifiers. This is the setting addressed in this paper. When such a test-set cannot be made available, model validation is most commonly done by cross-validation [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_023">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_017">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_007">7</xref>], relying on the errors of models learnt only on a subset of the learning set to infer the error of the model that integrates the entire dataset.</p>
<p>This paper proposes a methodology to estimate the quality of an interpolator learned on a given experimental design. More precisely, we suppose that data gathered on the points of an experimental design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_008"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}=\{{\mathbf{x}_{1}},\dots ,{\mathbf{x}_{n}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <italic>n</italic> points in a compact set<xref ref-type="fn" rid="j_nejsds50_fn_001">2</xref><fn id="j_nejsds50_fn_001"><label><sup>2</sup></label>
<p>We will often consider <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_009"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></fn> <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_010"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has been used to build a predictor of the value of the function <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_011"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\hspace{0.1667em}:\hspace{0.1667em}\mathcal{X}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that produced the collected samples.</p>
<p>We denote by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_012"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{y}_{n}}={(f({\mathbf{x}_{1}}),\dots ,f({\mathbf{x}_{n}}))^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the vector collecting the <italic>n</italic> evaluations of <italic>f</italic> at the design points <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_013"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_014"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}=({\mathbf{X}_{n}},{\mathbf{y}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the learning dataset, and by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_015"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the resulting predictor of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_016"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The quality of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_017"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is assessed through a widely used measure of the precision of interpolators, the Integrated Squared Error (ISE): 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_001">
<label>(1.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})={\int _{\mathcal{X}}}{\left[{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})-f(\mathbf{x})\right]^{2}}\hspace{0.1667em}\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_038">38</xref>] for an early reference. In the definition above the (user-defined) measure <italic>μ</italic> enables penalisation of the interpolation errors over regions of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_018"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which are considered to be of particular importance. We stress that we consider that the experimental design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_019"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> – also referred to as the “learning design” – is given, making no assumptions on how it is has been chosen.</p>
<p>Estimation of the integral (<xref rid="j_nejsds50_eq_001">1.1</xref>) must necessarily resort to the evaluation of the prediction error <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_020"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon (\mathbf{x})=f(\mathbf{x})-{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over only a finite set of points <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_021"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}=\{{\mathbf{z}_{1}},\dots {\mathbf{z}_{m}}\}\subset \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which we designate by “validation design”. The integral is then approximated by replacing <italic>μ</italic> by a point mass measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_022"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\zeta =\zeta (\mathbf{w},{\mathbf{Z}_{m}})={\textstyle\sum _{i}}{\mathbf{w}_{i}}{\delta _{{\mathbf{z}_{i}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> supported on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_023"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> only.<xref ref-type="fn" rid="j_nejsds50_fn_002">3</xref><fn id="j_nejsds50_fn_002"><label><sup>3</sup></label>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_024"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\delta _{\mathbf{a}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the unit point-mass at <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_025"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}=\mathbf{a}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></fn> We generically refer to <italic>ζ</italic> as the validation measure, using the notation <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_026"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to make explicit the size of the validation set. Although <italic>ζ</italic> is not necessarily the uniform distribution supported on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_027"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with a slight abuse of terminology we refer to the corresponding ISE estimators 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_002">
<label>(1.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )={\sum \limits_{i=1}^{m}}{\mathbf{w}_{i}}{\left[{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}({\mathbf{z}_{i}})-f({\mathbf{z}_{i}})\right]^{2}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <italic>empirical</italic> ISE estimators.</p>
<p>We address the choice of the validation measure <italic>ζ</italic> – both of the <italic>validation design</italic> <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_028"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and of the <italic>validation weights</italic> <bold>w</bold> – and investigate the properties of the resulting estimates <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_029"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_002">1.2</xref>). The algorithms presented are iterative, defining increasing sequences of nested validation designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_030"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}\subset {\mathbf{Z}_{m+1}}\subset {\mathbf{Z}_{m+2}}\subset \cdots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that the performance of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_031"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> improves as <italic>m</italic> increases. A preliminary version of this work has been presented in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_012">12</xref>], in the context of a comprehensive comparison of validation methodologies.</p>
<p>The paper is organised as follows. Section <xref rid="j_nejsds50_s_003">2.1</xref> first relates the ISE estimators (<xref rid="j_nejsds50_eq_002">1.2</xref>) to other ISE estimators. Then, assuming that the interpolated function <italic>f</italic> is a realisation of a Gaussian Process (GP) with known moments, we present in Section <xref rid="j_nejsds50_s_004">2.2</xref> a computable criterion <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_032"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}(\zeta ,{\mathcal{F}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that measures the precision of empirical estimators of the form (<xref rid="j_nejsds50_eq_002">1.2</xref>). In Section <xref rid="j_nejsds50_s_005">3</xref> we discuss optimisation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_033"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}(\zeta ,{\mathcal{F}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, detailing application of related existing algorithms to the specific conditions of the validation problem of interest here, and revealing an instrumental interpretation of the corresponding “optimal” empirical <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_034"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> estimators. Since the “optimal” validation measure depends on the assumed GP model, the robustness and performance of the validation methodology presented are investigated numerically in Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref>, leading to two major conclusions. One concerns the validation weights <bold>w</bold>, stating that to avoid overestimation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_035"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the contributions of the individual errors <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_036"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ({\mathbf{z}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_037"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> must be down-weighted – with respect to taking <italic>ζ</italic> as the uniform distribution over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_038"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The second concerns the geometry of the validation design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_039"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, whose optimality is seen to be much less important that correct choice of the weights <bold>w</bold>. Based on these numerical studies we propose a default choice for the covariance kernel of the GP model used, including its scale parameter. The numerical studies of Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref> resort to simulation from selected Gaussian processes, and consider only optimal kriging interpolators. In Section <xref rid="j_nejsds50_s_013">5</xref> we present results on two “real case” models and for more general interpolators, confirming the robustness and performance of the proposed estimator. Finally, Section <xref rid="j_nejsds50_s_016">6</xref> summarises our findings and proposes some directions for future work.</p>
<p>Throughout the manuscript we frequently resort to the notion of space-filling designs, i.e., designs whose points are evenly spread over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_040"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This notion has been extensively studied in the experimental design literature, in particular in the context of identification of surrogate models of computer experiments, and several mathematical criteria – e.g. discrepancy, or the classical minimax- and maximin-distance criteria, also called covering and packing radii, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_019">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_032">32</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_034">34</xref>] – have been proposed to measure how much a given design is space filling. In this paper, we use the term in a rather informal manner, meaning that the points of the design are well spread over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_041"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, no design point being too close to the remaining points, so that for the majority of the usual space-filling criteria mentioned above it should be considered as a good design.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_002">
<label>2</label>
<title>A Criterion for Validation Measures</title>
<p>Since <italic>f</italic> is unknown, we can at best expect to find an ISE estimator that performs well for most functions <italic>f</italic> consistent with dataset <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_042"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To characterise this set of functions we adopt the Gaussian process framework – briefly recalled below – enabling us to subsequently derive a criterion to choose the validation measure <italic>ζ</italic>.</p>
<p>Before doing that, the next section puts our approach in perspective in relation to other (non-parametric) model validation methods.</p>
<sec id="j_nejsds50_s_003">
<label>2.1</label>
<title>Empirical ISE Estimation</title>
<p>Non-parametric estimation of the ISE of a computational model learned on a dataset <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_043"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is most commonly done using <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_044"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> itself. In cross-validation (CV), see e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_008">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_004">4</xref>], the residuals <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_045"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}^{cv}}={\mathbf{y}_{i}}-{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}\setminus ({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{y}_{i}})}}({\mathbf{x}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at each data point <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_046"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{y}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of a predictor fit to all other <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_047"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> points of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_048"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are computed, and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_049"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is estimated by their average: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_003">
<label>(2.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{\mathsf{ISE}}_{cv}}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({\varepsilon _{i}^{cv}}\right)^{2}}\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The setup considered in this paper is in some sense dual of CV. On the one hand, CV requires more information about <italic>η</italic>, assuming the ability to build the <italic>n</italic> new predictors <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_050"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}\setminus ({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{y}_{i}})}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (one for each point that is “left out”) and assumes thus knowledge of how <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_051"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is learned, while we consider <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_052"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a black-box model delivered by a third party, using an undisclosed modelling approach. On the other hand, CV requires no any additional observations of <italic>f</italic>, while <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_053"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> requires <italic>m</italic> new evaluations, one at each point of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_054"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Given the observations of <italic>f</italic> over a validation set <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_055"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, a straightforward estimate of the ISE is the simple arithmetic mean of the squared values of the <italic>m</italic> residuals <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_056"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}=f({\mathbf{z}_{i}})-{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}({\mathbf{z}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> observed over the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_057"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{i}}\in {\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_004">
<label>(2.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}=\frac{1}{m}{\sum \limits_{i=1}^{m}}{\varepsilon _{i}^{2}}\hspace{2.5pt}\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
a special case of (<xref rid="j_nejsds50_eq_002">1.2</xref>), obtained by letting <italic>ζ</italic> be the uniform distribution over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_058"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_059"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\zeta =(1/m){\textstyle\sum _{i}}{\delta _{{\mathbf{z}_{i}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We argue below that there is no rationale for uniform weighting of the observed residuals. Let <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_060"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the (unknown) probability density of the residuals <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_061"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon (\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_062"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\sim \mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and consider situations where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_063"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a space-filling continuation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_064"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, sampling the regions of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_065"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the most distant from <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_066"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can then expect <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_067"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ({\mathbf{Z}_{m}})=\{\varepsilon (\mathbf{z}),\mathbf{z}\in {\mathbf{Z}_{m}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to be biased towards the upper limit of the support of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_068"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_069"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to over-estimate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_070"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To correct from this biased sampling of the errors, the contribution of each observed residual to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_071"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> should be adjusted, counterbalancing the anticipated poor sampling of the smallest residual values. The validation measures <italic>ζ</italic> proposed in this paper automatically implement this variable residual weighting, relying on a prior stochastic model for <italic>f</italic> to infer how much <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_072"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is expected to be representative of the errors over the entire <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_073"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, nothing justifies enforcing <italic>ζ</italic> to be a proper probability distribution. If <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_074"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not a plausible i.i.d.<xref ref-type="fn" rid="j_nejsds50_fn_003">4</xref><fn id="j_nejsds50_fn_003"><label><sup>4</sup></label>
<p>independent and identically distributed.</p></fn> sample from <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_075"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, expression (<xref rid="j_nejsds50_eq_004">2.2</xref>) cannot be assimilated to a Monte Carlo estimate of the ISE integral unless appropriate importance sampling weights are used.</p>
<p>This means that there is no reason to impose that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_076"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i}}{\mathbf{w}_{i}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and we thus drop this common constraint, letting <italic>ζ</italic> be an un-normalised measure dictated by the geometry of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_077"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> relative to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_078"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To substantiate this choice, note that when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_079"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an interpolator, so that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_080"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ({\mathbf{x}_{i}})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_081"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{i}}\in {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, incorporation of these <italic>n</italic> zero residuals in (<xref rid="j_nejsds50_eq_004">2.2</xref>), which should lead to a better estimator of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_082"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, yields 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_005">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}^{\mathrm{\star }}}=\frac{1}{m+n}{\sum \limits_{i=1}^{m}}{\varepsilon _{i}^{2}}\lt {\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}\hspace{2.5pt}\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for which <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_083"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i}}{\mathbf{w}_{i}}=m/(n+m)\lt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Analysis of the biases of estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_084"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_085"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}^{\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is difficult, since, as discussed above, the residuals observed over the validation design are not an i.i.d. sample from <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_086"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_001">1</xref> illustrates numerically the performance of the two estimators on a simple example, showing histograms of the errors of estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_087"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (in blue) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_088"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}^{\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (in red) over 500 realisations of a Gaussian process.<xref ref-type="fn" rid="j_nejsds50_fn_004">5</xref><fn id="j_nejsds50_fn_004"><label><sup>5</sup></label>
<p>In Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_001">1</xref>, the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_089"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>500</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{{f^{(i)}}\}_{i=1}^{500}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are realisations of a uni-dimensional GP on the unit interval with a Matérn 5/2 kernel (see (<xref rid="j_nejsds50_eq_047">C.2</xref>)) with range parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_090"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta =n+m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_091"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}^{(i)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the optimal kriging regressor for the simulated model. <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_092"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a space-filling design and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_093"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a space-filling continuation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_094"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The uniform measure is approximated by a uniform grid with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_095"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${2^{12}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> points.</p></fn> On the top panel, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_096"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=m=15$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> while the bottom panel corresponds to a larger learning design, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_097"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=25$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can see that in both cases the estimations errors of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_098"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}^{\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are smaller than those of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_099"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The two estimators are affected by biases of opposite signs, the (positive) bias of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_100"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being larger (even when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_101"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\gt m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) than the (negative) bias of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_102"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}^{\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Larger values of <italic>n</italic> produce qualitatively similar comparison results (not shown). When <italic>n</italic> and <italic>m</italic> are very different, more sophisticated corrections, depending on the distinct effective sampling rates of the learning and validation designs, could be defined and should yield better results. The bottom line is that even this simplistic correction (uniform down-weighting) is able to reduce the error in the estimate of the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_103"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_001">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<p>Histograms of the errors of estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_104"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_105"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}^{\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over 500 realisations of a Gaussian process. Top: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_106"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=m=15$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Bottom: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_107"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=25$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_108"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=15$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g001.jpg"/>
</fig>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_004">
<label>2.2</label>
<title>Choosing the Validation Measure: a GP-Based Criterion</title>
<p>The estimation error <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_109"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$|\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )-\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not a computable criterion that we can optimise to choose <italic>ζ</italic>. A possible approach would be to consider that <italic>f</italic> belongs to some class of functions <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_110"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and optimise the worst estimation performance over all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_111"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in \mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here we follow an alternative and simpler route, assuming that <italic>f</italic> is a realisation of a Gaussian Process (GP), or Gaussian Random Field, and minimising the second-order moment of the ISE estimation error under the assumed model.</p>
<p>Assume thus that the function <italic>f</italic> is a sample <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_112"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from a GP indexed by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_113"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with known second-order characteristics <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_114"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\{{\mathcal{F}_{x}}{\mathcal{F}_{{x^{\prime }}}}\}={\sigma ^{2}}K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_115"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\sim {\mathcal{GP}^{f}}(m(\mathbf{x}),{\sigma ^{2}}K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The kernel <italic>K</italic> is supposed to be Strictly Positive Definite (SPD), and, for the sake of simplicity, we consider that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_116"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m(\mathbf{x})=\mathsf{E}\{{\mathcal{F}_{x}}\}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_117"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Extension of the material presented below to the case of a linearly parameterised mean, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_118"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">h</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\{{\mathcal{F}_{x}}\}={\boldsymbol{\beta }^{\top }}\mathbf{h}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for a vector <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_119"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">β</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\beta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of unknown parameters and a vector <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_120"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">h</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{h}(\mathbf{x})={({h_{1}}(\mathbf{x}),\dots ,{h_{p}}(\mathbf{x}))^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>p</italic> known functions of <bold>x</bold> is possible via some adaptation.</p>
<p>Under the assumption above <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_121"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_001">1.1</xref>) is a random variable. The statistical moments of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_122"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> under this stochastic model for <italic>f</italic> provide computable and pertinent criteria to chose <italic>ζ</italic>. We use the Mean Squared Error (MSE) of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_123"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};\zeta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_124"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_006">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-36.98866pt"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle \mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathcal{F}_{n}})& \displaystyle =& \displaystyle \mathsf{E}\left\{\left.{\left[\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})-\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};{\zeta _{m}})\right]^{2}}\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\\ {} & & \displaystyle \hspace{-36.98866pt}=\mathsf{E}\left\{\left.{\left[{\int _{\mathcal{X}}}{[{\mathcal{F}_{x}}-{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})]^{2}}\hspace{0.1667em}({\zeta _{m}}-\mu )(\mathrm{d}\mathbf{x})\right]^{2}}\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\hspace{0.1667em},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as a criterion to choose the validation design: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_125"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">arg min</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}^{\mathrm{\star }}}({\mathcal{F}_{n}})\in {\operatorname{arg\,min}_{{\zeta _{m}}}}\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathcal{F}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The GP assumption defines a prior distribution for <italic>f</italic>, which given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_126"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be updated into the posterior distribution of its values over the unobserved points, with mean <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_127"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\{{\mathcal{F}_{x}}|{\mathcal{F}_{n}}\}={\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{y}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and covariance <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_128"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\{{\mathcal{F}_{x}}{\mathcal{F}_{{x^{\prime }}}}|{\mathcal{F}_{n}}\}={\sigma ^{2}}{K_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_129"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_007">
<label>(2.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {K_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})=K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})-{\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{k}_{n}}({\mathbf{x}^{\prime }})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for any <bold>x</bold>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_130"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_131"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_008">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {\mathbf{k}_{n}}(\mathbf{x})& \displaystyle =& \displaystyle {(K(\mathbf{x},{\mathbf{x}_{1}})\hspace{0.1667em}\dots ,K(\mathbf{x},{\mathbf{x}_{n}}))^{\top }}\\ {} \displaystyle {\{{\mathbf{K}_{n}}\}_{i,j}}& \displaystyle =& \displaystyle K({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{x}_{j}})\hspace{0.1667em},\hspace{2.5pt}i,j=1,\dots ,n\hspace{0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_132"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\times n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_133"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{K}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is SPD as <italic>K</italic> is SPD (we assume that the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_134"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_135"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are pairwise distinct). Note that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_136"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{|n}}({\mathbf{x}_{i}},\mathbf{x})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_137"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_138"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{i}}\in {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The Integrated Mean Squared Error (IMSE) is thus 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_009">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-50.0pt"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mspace width="2.5pt"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle \mathsf{IMSE}({\mathcal{F}_{n}})& \displaystyle =& \displaystyle {\int _{\mathcal{X}}}\mathsf{E}\left\{{\left[{\mathcal{F}_{x}}-{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})\right]^{2}}|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\hspace{0.1667em}\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})\\ {} & & \displaystyle \hspace{-50.0pt}={\int _{\mathcal{X}}}\mathsf{E}\left\{{\left[{\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})-{\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{y}_{n}}\right]^{2}}|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\hspace{0.1667em}\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})\\ {} & \hspace{2.5pt}& \displaystyle +{\sigma ^{2}}{\int _{\mathcal{X}}}{K_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x})\hspace{0.1667em}\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})\hspace{0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_139"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{IMSE}({\mathcal{F}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is minimum when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_140"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the posterior mean <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_141"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{k}_{n}}{(\mathbf{x})^{\top }}{\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{y}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This minimum value depends only on the learning design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_142"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is given by 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_010">
<label>(2.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}})={\sigma ^{2}}{\int _{\mathcal{X}}}{K_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x})\hspace{0.1667em}\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})\le \mathsf{IMSE}({\mathcal{F}_{n}})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>For any kernel <italic>K</italic> and signed measure <italic>ν</italic> on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_143"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_144"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{K}}(\nu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the energy of <italic>ν</italic> for <italic>K</italic>, 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_011">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathcal{E}_{K}}(\nu )={\int _{{\mathcal{X}^{2}}}}K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})\hspace{0.1667em}\nu (\mathrm{d}\mathbf{x})\nu (\mathrm{d}{\mathbf{x}^{\prime }})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
When <italic>K</italic> defines a Reproducing Kernel Hilbert Space (RKHS) <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_145"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{H}_{K}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for any function <italic>f</italic> in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_146"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{H}_{K}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and any probability measures <italic>ξ</italic> and <italic>μ</italic> on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_147"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the integration error <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_148"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\Delta _{\xi ,\mu }}(f)=\left|{\textstyle\int _{\mathcal{X}}}f(\mathbf{x})\hspace{0.1667em}\xi (\mathrm{d}\mathbf{x})-{\textstyle\int _{\mathcal{X}}}f(\mathbf{x})\hspace{0.1667em}\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})\right|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be bounded by the product of two terms, one depending of <italic>f</italic> only, the other on the signed measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_149"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\xi -\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> but not on <italic>f</italic>. Indeed, application of (<italic>i</italic>) the reproducing property <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_150"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$f(\mathbf{x})={\langle f,{K_{\mathbf{x}}}\rangle _{{\mathcal{H}_{K}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_151"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\langle \cdot ,\cdot \rangle _{{\mathcal{H}_{K}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the scalar product in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_152"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{H}_{K}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and where, for any <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_153"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}^{\prime }}\in \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_154"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{\mathbf{x}}}({\mathbf{x}^{\prime }})=K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and (<italic>ii</italic>) of the Cauchy-Schwarz inequality, gives <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_155"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Delta _{\xi ,\mu }}(f)\le \| f{\| _{{\mathcal{H}_{K}}}}{\mathcal{E}_{K}^{1/2}}(\xi -\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the quantity <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_156"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{K}^{1/2}}(\xi -\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called the Maximum-Mean Discrepancy (MMD) between <italic>ξ</italic> and <italic>μ</italic>; see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_041">41</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_040">40</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_036">36</xref>]. Direct calculation yields <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_157"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathcal{F}_{n}})=\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathbf{X}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_012">
<label>(2.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle \mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathbf{X}_{n}})\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}& \displaystyle =& \displaystyle \hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}{\sigma ^{4}}{\int _{{\mathcal{X}^{2}}}}{\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})({\zeta _{m}}-\mu )(\mathrm{d}\mathbf{x})({\zeta _{m}}-\mu )(\mathrm{d}{\mathbf{x}^{\prime }})\\ {} \hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}& \displaystyle =& \displaystyle \hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}{\sigma ^{4}}{\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )\hspace{0.1667em},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_158"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})=(1/{\sigma ^{4}})\mathsf{E}\left\{\left.{\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x}){\varepsilon ^{2}}{(\mathbf{x})^{\prime }}\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, a scaled version of the second-order moment of the squared residuals; that is, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_159"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathbf{X}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is proportional to the squared MMD between the measures <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_160"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>μ</italic> for the kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_161"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Under the GP model <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_162"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{GP}^{f}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_013">
<label>(2.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})=2\hspace{0.1667em}{K_{|n}^{2}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})+{K_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x}){K_{|n}}({\mathbf{x}^{\prime }},{\mathbf{x}^{\prime }})\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and we are thus lead to 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_014">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">arg min</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\zeta _{m}^{\mathrm{\star }}}({\mathcal{F}_{n}})\in \underset{{\zeta _{m}}}{\operatorname{arg\,min}}{\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_163"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_013">2.6</xref>).</p>
<p>When <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_164"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not interpolate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_165"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{y}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and under the same GP model for <italic>f</italic>, similar developments still give <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_166"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathcal{F}_{n}})={\sigma ^{4}}{\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with now 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_015">
<label>(2.7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-56.9055pt"/>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})& \displaystyle =& \displaystyle 2\hspace{0.1667em}\left[{K_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})+2\hspace{0.1667em}{\widehat{\delta }_{n}}(\mathbf{x}){\widehat{\delta }_{n}}({\mathbf{x}^{\prime }})\right]{K_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})\\ {} & & \displaystyle \hspace{-56.9055pt}+\hspace{0.1667em}\left[{\widehat{\delta }_{n}^{2}}(\mathbf{x})+{K_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x})\right]\left[{\widehat{\delta }_{n}^{2}}({\mathbf{x}^{\prime }})+{K_{|n}}({\mathbf{x}^{\prime }},{\mathbf{x}^{\prime }})\right]\hspace{0.1667em},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_167"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\delta }_{n}}(\mathbf{x})={\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{y}_{n}}-{\boldsymbol{\eta }_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Although in the following we will always consider that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_168"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the optimal interpolator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_169"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{k}_{n}}{(\mathbf{x})^{\top }}{\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{y}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus that (<xref rid="j_nejsds50_eq_013">2.6</xref>) holds, note that our approach covers generic machine learning predictors by considering <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_170"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_nejsds50_eq_015">2.7</xref>).</p>
<p>Kernels <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_171"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> present a number of features which are not shared by the most commonly used GP kernels. The assumption that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_172"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an interpolator, i.e. <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_173"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ({\mathbf{x}_{i}})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, implies that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_174"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}({\mathbf{x}_{i}},\mathbf{x})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_175"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_176"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{i}}\in {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The squared error process is thus non-stationary, with a spatial coherency structure that is strongly dictated by the geometry of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_177"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Adapting the validation weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_178"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to this correlation structure dictates the performance of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_179"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}};{\zeta _{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in a critical manner. Yet, as the numerical studies of Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref> show, exploiting the particular shape of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_180"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when choosing the validation points <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_181"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is less critical (as long as they do not fall in the vicinity of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_182"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
<p>Finally, notice that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_183"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is PD. Indeed, the Hadamard product <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_184"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∘</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{n}^{\circ 2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with elements <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_185"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∘</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{{\mathbf{C}_{n}^{\circ 2}}\}_{i,j}}={C^{2}}({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{x}_{j}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_186"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i,j=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is PD when the matrix <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_187"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with elements <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_188"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{{\mathbf{C}_{n}}\}_{i,j}}=C({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{x}_{j}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is PD. Hence, the positive definiteness of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_189"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_190"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{|n}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is PD, which in turn implies that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_191"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is also PD.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_005">
<label>3</label>
<title>Minimisation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_192"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>We address now the minimisation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_193"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_194"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We drop the two constraints usually imposed on weights: besides the sum-of weights-equals-one constraint (see Section <xref rid="j_nejsds50_s_003">2.1</xref>), we also do not impose <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_195"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{i}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Imposing positivity would be natural if the observations were noisy independent random samples of the interpolation error, but here the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_196"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are noise-free and, more importantly, strongly linked by a coherency structure dictated by both the regularity characteristics of <italic>f</italic> and the quality of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_197"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an interpolator. Nonetheless, our numerical experiments show that the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_198"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are almost always positive; see for example Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_013">13</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_014">14</xref>. One may refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_021">21</xref>] for an investigation of conditions that ensure positivity of quadrature weights, which shows that positivity can be guaranteed only under rather specific circumstances.</p>
<p>Since for a given <italic>f</italic> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_199"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the validation residuals are deterministic, repeating validation points or choosing <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_200"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{i}}\in {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> brings no additional information. We thus restrict <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_201"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to configurations of <italic>m</italic> distinct points in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_202"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}\setminus {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The minimisation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_203"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to the parameters of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_204"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a non-linear optimisation problem over a large dimensional space (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_205"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m(d+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> scalar parameters when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_206"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}\subset {\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). As briefly evoked in the introduction, rather than fixing upfront the size <italic>m</italic> of the validation design, we are interested in finding nested sequences of validation designs, generated by a sequence of identical steps, each one increasing the design size by one: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_016">
<label>(3.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{Z}_{m+1}}={\mathbf{Z}_{m}}\cup \{{\mathbf{z}_{m+1}}\}\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_207"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is restricted to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_208"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{m}}=\mathcal{X}\setminus \{{\mathbf{Z}_{m}}\cup {\mathbf{X}_{n}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Before we present in Section <xref rid="j_nejsds50_s_007">3.2</xref> the sequential Bayesian quadrature algorithm that performs this iterative construction, greedily decreasing <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_209"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at each step, we present background on relevant literature on iterative energy (or, equivalently, MMD) minimisation.</p>
<sec id="j_nejsds50_s_006">
<label>3.1</label>
<title>Background</title>
<p>Kernel Herding (KH) [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_044">44</xref>] can be seen to correspond to the Frank-Wolfe conditional gradient algorithm [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_003">3</xref>] applied to MMD minimisation, that is, to the vertex-direction method with predefined step-length, commonly used in optimal experimental design since the pioneering work of H.P. Wynn [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_045">45</xref>] and V.V. Fedorov [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_011">11</xref>]. It is an accretive method,<xref ref-type="fn" rid="j_nejsds50_fn_005">6</xref><fn id="j_nejsds50_fn_005"><label><sup>6</sup></label>
<p>However, it does not provide the optimal design for a fixed <italic>m</italic>: the construction of one-shot <italic>m</italic>-point designs minimising an MMD criterion is considered for instance in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_026">26</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_036">36</xref>]; we do not develop this aspect here.</p></fn> generating a sequence <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_210"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{1}},{\mathbf{z}_{2}},\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which can be incrementally grown to any target size <italic>m</italic>.</p>
<p>In Bayesian quadrature (BQ) [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_029">29</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_037">37</xref>] the goal is to choose samples that best approximate an integral by exploiting the assumption that the integrated function is the realisation of a GP. Sequential BQ (SBQ) sequentially expands the set of sampled points by adding a new sample at the point that decreases the variance of the integral estimate the most. This variance is shown to be the MMD between the target integral measure and the discrete measure that implements the quadrature rule for the kernel of the assumed GP model.</p>
<p>KH and SBQ are closely related, see e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_016">16</xref>], both attempting to minimise the same MMD. The two techniques embed the problem in consideration in the RKHS of a positive definite kernel that is chosen to reflect the characteristics of the underlying data distribution (in the original formulation of KH) or of the integrated functions (in SBQ). As stressed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_016">16</xref>], a major distinction between the two techniques concerns the weights assigned to each sample, which are uniform for standard KH, while they are optimally selected in SBQ. The two methods differ both in complexity and performance: SBQ is superior to standard (uniform weight) KH, this improvement coming at the cost of an increased complexity, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_211"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$O(n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for KH and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_212"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$O({n^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for SBQ when constructing an <italic>n</italic>-point design among a finite set of candidates; see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_033">33</xref>].</p>
<p>Experiments combining the two methodologies, by using the optimal BQ weights for a design found by standard KH, show that correct weighting is more critical than sample placement [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_016">16</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_033">33</xref>], affecting in particular the algorithm’s convergence rate: KH has performance similar to SBQ for small design sizes, but displays worse performance as design size grows.</p>
<p>The validation setup of this paper coincides with the framework assumed by BQ, our final goal being to estimate an integral from a small number of samples, and we also resort to a GP assumption. As in BQ, the weights of our empirical estimator do not need to sum to 1 and are not necessarily positive (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_021">21</xref>]), and the optimal solution minimises an MMD. Placing the GP assumption not directly on the function we wish to integrate – in our case <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_213"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> – but on the interpolated <italic>f</italic>, leads to the identification of the pertinent MMD kernel under our validation framework as the non-stationary kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_214"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, whose structure encodes the geometry of the learning design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_215"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Both KH and BQ assume that the RKHS kernel is characteristic, meaning that the corresponding MMD between two probability measures is zero if and only if these two measures coincide. Kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_216"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not characteristic, and in particular it cannot differentiate between measures that differ only over the finite set <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_217"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_218"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is zero. However, as we stressed before, since we know that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_219"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon (\mathbf{x})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_220"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the set of target measures over which we minimise <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_221"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> all put zero mass on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_222"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus this minimisation still makes sense.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_007">
<label>3.2</label>
<title>Greedy Minimisation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_223"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>In this section we briefly present the SBQ method, reinterpreting it in the validation setup of interest to us.</p>
<p>By noting that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_224"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is quadratic in the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_225"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{{\mathbf{w}_{i}}\}_{i=1}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the optimal weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_226"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tilde{\mathbf{w}}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for a given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_227"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are obtained explicitly as 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_017">
<label>(3.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \tilde{\mathbf{w}}({\mathbf{Z}_{m}})={\overline{K}_{|n}}{({\mathbf{Z}_{m}},{\mathbf{Z}_{m}})^{-1}}{P_{{\overline{K}_{|n}}}}({\mathbf{Z}_{m}})\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_228"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\times m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_229"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}({\mathbf{Z}_{m}},{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has generic element <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_230"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}({\mathbf{z}_{i}},{\mathbf{z}_{j}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the <italic>i</italic>-th entry of the <italic>m</italic>-dimensional column vector <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_231"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the potential of <italic>μ</italic> associated with kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_232"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at validation point <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_233"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_018">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\left[{P_{{\overline{K}_{|n}}}}({\mathbf{Z}_{m}})\right]_{i}}={P_{{\overline{K}_{|n}}}}({\mathbf{z}_{i}})={\int _{\mathcal{X}}}{\overline{K}_{|n}}({\mathbf{z}_{i}},\mathbf{x})\mu (d\mathbf{x})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Remembering that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_234"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{4}}{\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})=\mathsf{E}\left\{{\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x}){\varepsilon ^{2}}({\mathbf{x}^{\prime }})|{\mathcal{F}_{n}}\right\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_235"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{z})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be recognised as 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_019">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{z})=\frac{1}{{\sigma ^{4}}}\mathsf{E}\left\{\left.{\varepsilon ^{2}}(\mathbf{z})\hspace{0.1667em}\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Define 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_020">
<label>(3.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})={\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{Z}_{m}}){\overline{K}_{|n}}{({\mathbf{Z}_{m}},{\mathbf{Z}_{m}})^{-1}}{\varepsilon ^{2}}({\mathbf{Z}_{m}})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Under the posterior model, i.e., given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_236"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_237"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the Minimum MSE (MMSE) linear estimate of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_238"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given the residuals observed over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_239"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. When the weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_240"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the validation measure are given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_017">3.2</xref>), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_241"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has thus the following simple and enlightening expression: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_021">
<label>(3.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}},{\mathbf{Z}_{m}})=\sum \limits_{i}{\tilde{\mathbf{w}}_{i}}({\mathbf{Z}_{m}}){\varepsilon ^{2}}({\mathbf{z}_{i}})\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}{\int _{\mathcal{X}}}{\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(x|{\mathbf{Z}_{m}})\hspace{0.1667em}\mu (dx)\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that the weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_242"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{\mathbf{w}}_{i}}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus the estimator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_243"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}},{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> itself, are independent of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_244"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_245"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_246"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}},{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> rely on the assumed GP model <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_247"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{GP}^{f}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <italic>f</italic>, but as explained in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_042">42</xref>, Sect. 3.2], model misspecification has a much smaller effect on estimated function values than on predictions of their MSE. One important strength of our approach is thus that our estimator of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_248"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not involve the predicted MSE associated with the reconstructed residuals. As shown in Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_001">A</xref>, this is no longer the case when one attempts at removing the bias of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_249"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}},{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which leads to estimators that are no longer robust to model misspecification.</p>
<p>For a given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_250"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> define <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_251"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{m}}\left(\mathbf{x}\right)={\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m+1}^{\mathrm{\star }}}-\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the energy for measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_252"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m+1}^{\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> having support <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_253"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m+1}}(\mathbf{x})={\mathbf{Z}_{m}}\cup \{\mathbf{x}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and optimal weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_254"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tilde{\mathbf{w}}({\mathbf{Z}_{m+1}}(\mathbf{x}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_017">3.2</xref>). If <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_255"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}=\zeta (\tilde{\mathbf{w}}({\mathbf{Z}_{m}}),{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_256"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in {\mathcal{X}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we have 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_022">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-56.9055pt"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {\mathcal{E}_{m}}\left(\mathbf{x}\right)& \displaystyle =& \displaystyle {\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}({\zeta _{m}}-\mu )\\ {} & & \displaystyle \hspace{-56.9055pt}-\hspace{0.1667em}\frac{{\left({P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{x})-{\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{Z}_{m}}){\overline{K}_{|n}}{({\mathbf{Z}_{m}},{\mathbf{Z}_{m}})^{-1}}{P_{{\overline{K}_{|n}}}}({\mathbf{Z}_{m}})\right)^{2}}}{{s^{2}}(\mathbf{x})},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_023">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-20.0pt"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {s^{2}}(\mathbf{x})& \displaystyle =& \displaystyle {\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x})\\ {} & & \displaystyle \hspace{-20.0pt}-\hspace{0.1667em}{\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{Z}_{m}}){\overline{K}_{|n}}{({\mathbf{Z}_{m}},{\mathbf{Z}_{m}})^{-1}}{\overline{K}_{|n}}({\mathbf{Z}_{m}},\mathbf{x})\\ {} & & \displaystyle =\frac{1}{{\sigma ^{4}}}\mathsf{E}\left\{\left.{\left({\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})-{\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})\right)^{2}}\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\hspace{0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The next validation point is thus a maximiser of the second term in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_257"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{m}}\left(\mathbf{x}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which can equivalently be written as 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_024">
<label>(3.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">arg max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\mathbf{z}_{m+1}}\in \underset{\mathbf{x}\in {\mathcal{X}_{m}}}{\operatorname{arg\,max}}& \frac{\mathsf{E}\left\{\left.\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})\left({\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})-{\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})\right)\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}}{\mathsf{E}\left\{\left.{\left({\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})-{\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})\right)^{2}}\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The numerator measures how much <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_258"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the error of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_259"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{z}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an estimate of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_260"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are statistically associated. Points where this term is large are good candidates to extend the current design. The denominator penalises points <bold>x</bold> where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_261"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is estimated with a large MSE, tending in particular to keep <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_262"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> away from the boundaries of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_263"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (where the uncertainty is in general large), as the numerical studies presented later will show.</p>
<p>The recursive extension of the validation measure is initiated with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_264"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{1}}=\{{\mathbf{z}_{1}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> solution of 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_025">
<label>(3.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{z}_{1}}=\underset{\mathbf{x}\in \mathcal{X}\setminus {\mathbf{X}_{n}}}{\max }\frac{{P_{{\overline{K}_{|n}}}}{(\mathbf{x})^{2}}}{{\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x})}\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>In practice, a finite set <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_265"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{L}}\subset \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for instance the <italic>L</italic> first elements of a low-discrepancy sequence in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_266"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or a regular grid in <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_267"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <italic>d</italic> is not too large, is substituted for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_268"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_nejsds50_eq_024">3.5</xref>) and (<xref rid="j_nejsds50_eq_025">3.6</xref>). The determination of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_269"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_270"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then requires the evaluation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_271"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_272"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in {\mathcal{X}_{L}}\setminus {\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This calculation is done once for all, at the initialisation of the algorithm. In the numerical examples of Sections <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref> and <xref rid="j_nejsds50_s_013">5</xref>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_273"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}={P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is replaced by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_274"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}},{\mu _{L}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_275"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the uniform (discrete) measure uniform on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_276"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_003">C</xref> for details. When <italic>K</italic> is a tensor-product kernel and <italic>μ</italic> is uniform on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_277"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_278"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can often be calculated explicitly; see Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_002">B</xref>. The same approach (substitution of the discrete measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_279"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <italic>μ</italic>, or tensorisation) can be used to evaluate (<xref rid="j_nejsds50_eq_021">3.4</xref>).</p>
<p>With the aid of a one-dimensional example we formulate now a number of comments about the expected behaviour and properties of the estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_280"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> obtained by repeated application of (<xref rid="j_nejsds50_eq_024">3.5</xref>) – to extend <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_281"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_282"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> – and (<xref rid="j_nejsds50_eq_017">3.2</xref>) – fixing the weights of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_283"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_284"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m+1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the subsequent design extension. The red bold curve in the top panel of Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_002">2</xref> plots the squared residuals <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_285"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the interpolator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_286"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the function <italic>f</italic> plotted in the bottom panel (where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_287"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>f</italic> are in red and green, respectively), trained on the learning design of size 10 indicated by the red stars. The blue and green curves on the top panel are the squared residuals <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_288"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> predicted by two distinct <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_289"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_290"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), both generated using (<xref rid="j_nejsds50_eq_024">3.5</xref>) and (<xref rid="j_nejsds50_eq_017">3.2</xref>), but assuming distinct kernels <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_291"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: Cauchy (in green) and Matérn 3/2 (in blue), with range parameters <italic>θ</italic> as indicated in the legend.<xref ref-type="fn" rid="j_nejsds50_fn_006">7</xref><fn id="j_nejsds50_fn_006"><label><sup>7</sup></label>
<p>The exact definition of these kernels is given in Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_003">C</xref>.</p></fn> The (nearly coincident) validation designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_292"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are indicated by the squares and circles filled with the corresponding colours.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_002">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<p>Top: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_293"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon (\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_294"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (blue and green) for two distinct GP models. Bottom: <italic>f</italic>, <italic>η</italic> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_295"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g002.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_003">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_296"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}({\mathbf{z}_{1}},\mathbf{x})/{\overline{K}_{|n}}({\mathbf{z}_{1}},{\mathbf{z}_{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (bold lines) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_297"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K({\mathbf{z}_{1}},\mathbf{x})/K({\mathbf{z}_{1}},{\mathbf{z}_{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (thin lines) for the Cauchy and Matérn kernels used in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_002">2</xref> (same colour code) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_298"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≃</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${z_{1}}\simeq 0.1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g003.jpg"/>
</fig>
<p>Remark first that, as anticipated, both designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_299"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> have no points in the boundaries of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_300"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, even if the uncertainty affecting <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_301"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is large in those regions. Those familiar with optimal interpolation using monotonically decreasing stationary covariance kernels may be surprised by the fact that in intervals between learning points containing no validation points (e.g. around <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_302"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≃</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\simeq 0.3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) the interpolated squared residual is non-zero, i.e., <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_303"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This is a consequence of the particular shape of kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_304"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, strongly dictated by the geometry of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_305"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which has larger values at pairs of points at large distance than the original <italic>K</italic>, as shown in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_003">3</xref>. For <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_306"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≃</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{1}}\simeq 0.1\in {\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the figure plots normalised versions of both the assumed (stationary) signal correlation <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_307"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K({\mathbf{z}_{1}}-\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (in thin coloured lines) as well as kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_308"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}({\mathbf{z}_{1}},\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (bold lines), with the same colour code as in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_002">2</xref>. The similarity of the two <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_309"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> allows us to expect that the estimator will have some robustness with respect to the assumed GP model. The numerical studies presented in Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref> confirm this expectation.</p>
<p>Above, we recognised <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_310"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_020">3.3</xref>), as the MMSE linear estimator of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_311"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_312"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Being agnostic with respect to the expected values of the involved random variables, estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_313"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_314"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are biased. We investigate in Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_001">A</xref> the possibility of exploiting knowledge of the first moments, namely <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_315"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\left\{\left.{\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}={\sigma ^{2}}{K_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_316"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\left\{\left.\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}=\mathsf{IMSE}({\mathcal{F}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, to replace <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_317"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_nejsds50_eq_021">3.4</xref>) with an unbiased estimator. Unfortunately, bias correction comes at the price of loosing robustness with respect to the assumed GP model for <italic>f</italic>, as we might expect given the explicit dependency on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_318"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of both expected values. Thus, the unbiased estimators in Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_001">A</xref> cannot be considered as instrumental alternatives to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_319"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and we do not consider them in the numerical study of Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_008">
<label>4</label>
<title>Numerical Experiments</title>
<p>Section <xref rid="j_nejsds50_s_009">4.1</xref> presents numerical studies that demonstrate the robustness of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_320"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to the assumed GP model, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_321"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> found by SBQ. Section <xref rid="j_nejsds50_s_010">4.2</xref> confirms the importance of using <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_322"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to define the energy minimised by SBQ. We then study, in Section <xref rid="j_nejsds50_s_011">4.3</xref>, the possibility of using KH, which has slightly smaller computational complexity, rather than SBQ, to find the validation support of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_323"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Our conclusion is that doing so not only leads to worse performance but is also prone to numerical instability. Finally, Section <xref rid="j_nejsds50_s_012">4.4</xref> illustrates via some examples the properties of the validation measures, in particular their space-filling properties and the fact that they down-weight the observed squared residuals. In all examples <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_324"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_325"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 2 or 3. Use of larger values of <italic>d</italic> leads to similar conclusions; see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_035">35</xref>].</p>
<p>Our analysis resorts to simulations from several (zero mean) GP models, and the MSE of the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_326"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> estimates is approximated by averaging the squared errors of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_327"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}^{(i)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_328"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$M=500$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> realisations <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_329"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{{f^{(i)}}\}_{i=1}^{M}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the assumed GP model. We reserve the notation <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_330"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$Q(\cdot ,\cdot ;{\theta _{0}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the kernel of the GP model from which is <italic>f</italic> sampled, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_331"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being thus “the true” scale parameter. The scale parameter is adapted to the size of the learning design, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_332"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that good interpolation performance over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_333"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be attained with <italic>n</italic> points. Designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_334"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are always space filling, and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_335"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the optimal Bayesian interpolator for the simulated GP model. See Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_003">C</xref> for details.</p>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_336"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\cdot ,\cdot ;\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the kernel of the GP model assumed by the design algorithm that produces <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_337"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <italic>θ</italic> its scale parameter. In all numerical examples we always consider <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_338"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{2}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The influence of <italic>θ</italic> is studied for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_339"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta \in \left[{n^{1/d}}/4,\max ({n^{1/d}},2\hspace{0.1667em}{(n+m)^{1/d}})\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, an interval that always contains 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_026">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\theta _{c}}(n,m,d)={(n+m)^{1/d}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(as well as <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_340"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). All plots consider the normalisation <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_341"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta /{\theta _{c}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_342"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">↔</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{c}}\leftrightarrow 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the plots shown. In all plots of this section the special symbols in the plotted curves indicate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_343"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the scale parameter of the simulated GP model.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_004">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_344"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Statistics over 500 realisations. <italic>Q</italic> is a Matérn 3/2 kernel; <italic>K</italic> is a Matérn kernel with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_345"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (left), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_346"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =3/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (middle) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_347"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (right); <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_348"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g004.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_005">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_349"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Statistics over 500 realisations. <italic>Q</italic> is a Cauchy kernel, <italic>K</italic> is as in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref>; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_350"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g005.jpg"/>
</fig>
<sec id="j_nejsds50_s_009">
<label>4.1</label>
<title>Robustness with Respect to Assumed GP Model</title>
<p>We address robustness by studying how much the MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_351"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is affected by model mismatch, i.e., by estimating the ISE assuming that the kernel is <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_352"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\cdot ,\cdot ;\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when in fact the data generating model uses <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_353"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$Q(\cdot ,\cdot ;{\theta _{0}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref> plots empirical estimates of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_354"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathcal{F}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Kernel <italic>Q</italic> is the Matérn 3/2 kernel, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_355"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_356"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> points and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_357"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_358"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}=n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The panels correspond to different values of the regularity parameter – <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_359"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, from left to right – of the Matérn kernel <italic>K</italic>.</p>
<p>The three curves in each plot correspond to different sizes of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_360"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_361"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depending on <italic>K</italic>, and thus on <italic>ν</italic>): <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_362"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in \{5,10,20\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (in blue, red and yellow, respectively), plotting <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_363"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a function of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_364"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta /(n+m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The black stars indicate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_365"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Comparison of the three panels confirms the anticipated robustness of the estimator. When <italic>K</italic> has higher regularity than <italic>Q</italic>, as in the rightmost panel (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_366"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), the curves are almost identical to the central panel, where the correct model is used. However, the assumption of a less regular model, as in the leftmost panel, may significantly degrade performance. The estimators are reasonably robust with respect to precise choice of the scale parameter if values <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_367"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≃</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta \simeq {\theta _{c}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are used.</p>
<p>Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_005">5</xref> reproduces the same study for simulations from a process with a Cauchy kernel and for a larger <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_368"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_369"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in \{10,20,30\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (left to right). As in previous figure, <italic>K</italic> is a Matérn kernel and the three panels correspond to different smoothness parameters <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_370"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu \in \{1/2,3/3,5/2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here the simulated model has a weaker regularity than the models assumed, and a noticeable performance degradation is now observed for the smaller designs and the more regular Matérn kernel with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_371"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similar results were obtained when simulating from other models and for higher values of <italic>d</italic>.</p>
<p>Finally, Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_006">6</xref> shows, for the same validation designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_372"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref>, the MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_373"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by equation (<xref rid="j_nejsds50_eq_004">2.2</xref>), estimated over 500 realisations of a GP with the same Matérn 3/2 model. We can see that proper residual weighting leads to a significant decrease of the estimation error, which is nearly one order of magnitude larger in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_006">6</xref> than for the optimal BQ weighting used in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref>.</p>
<p>The experiments in this section suggest a rule-of-thumb to choose the kernel <italic>K</italic> used by the design algorithm: <italic>K</italic> should model functions with a reasonably large degree of smoothness (Matérn 3/2 was found to be a good compromise), with a scale parameter <italic>θ</italic> dependent on the sizes of the learning and validation sets. For the Matérn family used in our experiments a good choice is <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_374"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≃</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta \simeq {(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, automatically adjusting to the actual total number of residual samples.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_006">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_375"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Statistics over 500 realisations for the example in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g006.jpg"/>
</fig>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_010">
<label>4.2</label>
<title>Impact of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_376"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>Our main novel contribution is the identification of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_377"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the kernel that appears in the MMD that the validation measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_378"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, both its weights and its support, must minimise. One may question the importance of using the non-stationary conditional kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_379"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to find <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_380"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, instead of directly using kernel <italic>K</italic>. We now compare the performance of the empirical estimator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_381"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_382"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> determined by SBQ for kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_383"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as in Section <xref rid="j_nejsds50_s_007">3.2</xref>, which from now on we denote by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_384"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with the estimates produced by a validation measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_385"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{BQ}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> whose support <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_386"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is incrementally found by SBQ for kernel <italic>K</italic>, the continuation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_387"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that is optimal to integrate the function <italic>f</italic>. Independently of how <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_388"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> was found, the validation measures <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_389"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> used by the estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_390"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> always have optimal weights given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_017">3.2</xref>).</p>
<p>Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_007">7</xref> (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_391"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) and <xref rid="j_nejsds50_fig_008">8</xref> (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_392"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) show the empirical MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_393"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_394"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black lines) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_395"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{BQ}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red lines) observed when <italic>Q</italic> is the Matérn 3/2 kernel (top) and the Cauchy kernel (bottom), for a learning design of size <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_396"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10\hspace{0.1667em}d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From left to right, <italic>K</italic> is a Matérn kernel with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_397"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_398"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$3/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_399"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The size of the validation designs, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_400"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in \{10\hspace{0.1667em}d,20\hspace{0.1667em}d,30\hspace{0.1667em}d\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is indicated by the line symbols (+, ⋆ and ∘, respectively). We can see that the two estimators display similar performance and robustness with respect to mis-modelling. When <italic>m</italic> is small <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_401"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> often yields smaller MSE, see top curves, but the red and black curves are almost coincident for the larger values of <italic>m</italic>. These results, which are representative of those obtained for other choices of <italic>Q</italic> and <italic>d</italic>, indicate that correct residual weighting is more important than the detailed placement of the validation points <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_402"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Note that, in the configurations tested, the default rule-of-thumb for the choice of <italic>K</italic> and <italic>θ</italic> presented in Section <xref rid="j_nejsds50_s_009">4.1</xref> leads indeed to good and stable performance.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_007">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_403"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_404"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_405"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{BQ}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_406"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in \{10,20,30\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From left to right <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_407"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Statistics over 500 realisations. Top: <italic>Q</italic> is the Matérn 3/2 kernel, bottom: <italic>Q</italic> is the Cauchy kernel; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_408"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g007.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_008">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_409"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_410"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_411"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{BQ}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_412"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>40</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>60</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in \{20,40,60\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Top: <italic>Q</italic> is a Matérn 3/2 kernel; bottom: <italic>Q</italic> is the Cauchy kernel. <italic>K</italic> is always a Matérn kernel, from left to right <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_413"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_414"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g008.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_009">
<label>Figure 9</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_415"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_416"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black solid lines), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_417"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red dashed lines) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_418"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (dotted green lines), for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_419"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (+), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_420"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (⋆) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_421"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (∘). From left to right <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_422"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Q</italic> is a Matérn 3/2 kernel; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_423"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g009.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_010">
<label>Figure 10</label>
<caption>
<p>MSE of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_424"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_425"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black solid lines), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_426"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red dashed lines) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_427"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (dotted green lines), for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_428"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (+), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_429"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (⋆) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_430"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>60</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=60$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (∘). From left to right <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_431"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Q</italic> is a Matérn 3/2 kernel; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_432"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g010.jpg"/>
</fig>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_011">
<label>4.3</label>
<title>Comparison with Kernel Herding</title>
<p>Considering only validation measures <italic>ζ</italic> with uniform weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_433"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$1/m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, standard KH also minimises an MMD, incrementally extending <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_434"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_027">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">arg max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∖</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{z}_{m+1}}\in \underset{\mathbf{x}\in {\mathcal{X}_{L}}\setminus \{{\mathbf{Z}_{m}}\cup {\mathbf{X}_{n}}\}}{\operatorname{arg\,max}}{P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{x})-{\overline{K}_{|n}}(\mathbf{x},{\mathbf{Z}_{m}}){\mathbf{1}_{m}}/m\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_435"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{1}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the <italic>m</italic>-dimensional vector with all components equal to one. Since KH has smaller complexity than SBQ, and the results of the previous section suggest that optimal choice of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_436"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is less important than correct determination of the weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_437"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we compare now <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_438"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to two other validation measures, whose designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_439"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are found by extending <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_440"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by KH: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_441"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that performs KH for kernel <italic>K</italic>, and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_442"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that uses <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_443"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As we will see, the SBQ design is a superior alternative, both in terms of performance and numerical stability, to the KH designs.</p>
<p>Since <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_444"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> considers only, at each step, measures with uniform weights, and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_445"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not take into account the optimal weights that will be applied when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_446"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is extended to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_447"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we can expect the following ranking of these estimators: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_028">
<label>(4.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathcal{R}({\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}};{\mathcal{F}_{n}})\ge \mathcal{R}({\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}};{\mathcal{F}_{n}})\ge \mathcal{R}({\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}};{\mathcal{F}_{n}})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_009">9</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_010">10</xref> plot, for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_448"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_449"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, the MSE of estimators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_450"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that use <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_451"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black solid lines), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_452"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red dashed lines) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_453"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (dotted green lines). Kernels (<italic>Q</italic> and <italic>K</italic>) and designs sizes <italic>m</italic> are as in the previous examples, see the figures’ captions. We can see that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_454"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has virtually always smaller MSE than the validation measures using validation designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_455"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> found by KH, in particular for small design sizes <italic>m</italic> and the more regular models. It also appears to be more robust with respect to the choice of the GP kernel. We remark that the design found by KH for kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_456"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e., the validation measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_457"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (in green), often leads to the poorest performance. That use of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_458"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> may lead to worse performance than simply using <italic>K</italic> has already been noticed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_012">12</xref>], where only validation sets generated with KH were considered.</p>
<p>Moreover, our experiments reveal that the designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_459"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can sometimes lead to ISE estimates with very large errors. This happens when KH places design points close to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_460"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In fact, the implementation of standard KH for kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_461"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{K}_{|n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> needs careful handling of possible repetition of design points, as already noted in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_035">35</xref>] where an algorithm is proposed to accommodate this eventuality. Since the implementation used in Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_009">9</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_010">10</xref> simply imposes <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_462"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{m+1}}\notin ({\mathbf{X}_{n}}\cup {\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, a grid point very close to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_463"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}\cup {\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can chosen, as shown below.</p>
<p>Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_011">11</xref> shows the designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_464"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_465"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for Matérn kernels with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_466"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_467"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and regularity parameter (top to bottom panels) <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_468"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_469"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The vertical red lines indicate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_470"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the black stars, green circles and red squares the position of points of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_471"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_472"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_473"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively. A vertical offset is used to facilitate the visualisation of each design (from top to bottom, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_474"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{K}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_475"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_476"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Remark first that the SBQ designs are always space-filling continuations of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_477"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, presenting a good stability with respect to <italic>ν</italic>, mainly moving points closer to the boundaries of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_478"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <italic>ν</italic> increases. The other two designs place a few points in the vicinity of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_479"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_011">
<label>Figure 11</label>
<caption>
<p>Designs for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_480"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_009">9</xref>. From top to bottom: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_481"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_482"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: red ∗; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_483"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: black ∗; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_484"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}^{\mathsf{KH}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: red □ and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_485"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">KH</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}^{\mathsf{KH}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: green ∘.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g011.jpg"/>
</fig>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_012">
<label>4.4</label>
<title>Properties of the Design Measures <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_486"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>For the same set of kernels <italic>K</italic> and design sizes considered in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref> (with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_487"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), we plot in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_012">12</xref> the sum of the design weights, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_488"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$S(\theta )={\textstyle\sum _{i}}{\mathbf{w}_{i}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as a function of the (normalised) scale parameter of <italic>K. K</italic> is always a Matérn kernel, with regularity parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_489"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2,\hspace{0.1667em}3/2,5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (top to bottom), as indicated in the legends. The learning design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_490"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_491"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) is the same for all cases.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_012">
<label>Figure 12</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_492"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$S={\textstyle\sum _{i}}{\mathbf{w}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_493"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_494"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g012.jpg"/>
</fig>
<p>Three values of <italic>m</italic> are considered, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_495"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10,\hspace{0.1667em}20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and 30 (blue, red and cyan curves, respectively). In each curve the black squares indicate the value <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_496"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can see that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_497"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$S(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> increases with <italic>m</italic>. For <italic>θ</italic> larger than a certain value, <italic>S</italic> becomes nearly constant, with a value smaller than one (note that the value <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_498"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{c}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> prescribed by our rule of thumb for the scale parameter, which corresponds to the normalised value of <italic>θ</italic> equal to one, is always inside this range) while for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_499"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (indicated by a square), under the more regular model with a Matérn 5/2 kernel, <italic>S</italic> may be larger than 1.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_013">
<label>Figure 13</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_500"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_012">12</xref>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_501"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Validation design sizes: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_502"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (blue), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_503"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_504"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (cyan).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g013.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_014">
<label>Figure 14</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_505"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_012">12</xref>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_506"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Validation design sizes: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_507"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (blue), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_508"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_509"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (cyan).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g014.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_015">
<label>Figure 15</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_510"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_012">12</xref>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_511"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta =2\hspace{0.1667em}{(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Validation design sizes: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_512"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (blue), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_513"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_514"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (cyan).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g015.jpg"/>
</fig>
<p>Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_013">13</xref>, <xref rid="j_nejsds50_fig_014">14</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_015">15</xref> present the designs for three values of <italic>θ</italic>: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_515"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (the value used in the simulations of Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref>, and indicated by the squares in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_012">12</xref>), for the value prescribed by our rule of thumb, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_516"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_517"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta =2\hspace{0.1667em}{(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the upper limit considered in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref>. In the figures, the weights of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_518"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are shown multiplied by <italic>m</italic>, to enable comparison. The distinct kernels <italic>K</italic> correspond to the three row panels, as indicated in the figure (with regularity increasing from top to bottom). The dotted black vertical lines (the same in the three panels) indicate the learning design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_519"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The colours code the validation design size: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_520"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in blue, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_521"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in red and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_522"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=30$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in cyan. Remark the striking similarity of the validation measures obtained for the different kernels in Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_014">14</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_015">15</xref>, supporting our observations concerning the robustness of the estimator. The figures also show that the validation designs are, as expected, space-filling continuations of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_523"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and that as <italic>m</italic> grows (remember <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_524"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>20</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>30</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{10}}\subset {\mathbf{Z}_{20}}\subset {\mathbf{Z}_{30}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) the holes of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_525"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}\cup {\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are refined. Note, however, the slow rate of population of the immediate neighborhood of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_526"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_527"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> tending first, as <italic>m</italic> grows, to refine the interior of the wider holes of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_528"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For the Matérn 5/2 kernel and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_529"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a few weights, corresponding to validation points close to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_530"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, become very large, see Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_013">13</xref>, explaining that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_531"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$S(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> may be larger than one on the bottom panel of Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_012">12</xref>. Analysis of the validation measures obtained assuming the larger value of <italic>θ</italic> in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_015">15</xref> shows that, as the assumed correlation length decreases, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_532"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> tends to a uniform measure, all weights having now a similar value. Note that even in this situation, use of the BQ measure, which down-weights the squared residuals, leads to a smaller error than use of the simple uniform measure over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_533"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as the comparison of Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_004">4</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_006">6</xref> in Section <xref rid="j_nejsds50_s_009">4.1</xref> has shown.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_013">
<label>5</label>
<title>“Real” Models</title>
<p>We study in this section the behaviour of the validation method proposed considering deterministic functions. More precisely, we consider the following multidimensional functions:</p>
<list>
<list-item id="j_nejsds50_li_001">
<label>•</label>
<p>The 2-dimensional <bold>drag model</bold> that describes the quasi-steady drag coefficient <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_534"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{D}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of a spherical particle in a compressible flow, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_030">30</xref>]: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_029">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-22.76228pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.107</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.867</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.646</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>861</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.634</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-22.76228pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>24</mml:mn>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.118</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.813</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.69</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3550</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.793</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}& & \displaystyle {C_{D}}(M,{R_{e}})=\left(\alpha ({R_{e}})-\beta ({R_{e}})\right)\xi (M,{R_{e}})+\beta (Re)\\ {} & & \displaystyle \hspace{-22.76228pt}\alpha ({R_{e}})=\frac{24}{{R_{e}}}\left(1+0.107{R_{e}^{0.867}}\right)+0.646{\left(1+\frac{861}{{R_{e}^{0.634}}}\right)^{-1}}\\ {} & & \displaystyle \hspace{-22.76228pt}\beta ({R_{e}})=24\left(1+0.118{R_{e}^{0.813}}\right){R_{e}}+0.69{\left(1+\frac{3550}{{R_{e}^{0.793}}}\right)^{-1}}\\ {} & & \displaystyle \xi (M,{R_{e}})={\sum \limits_{i=1}^{3}}{f_{i}}(M)\prod \limits_{j\ne i,j\in \{1,2,3\}}\frac{\log {R_{e}}-{C_{j}}}{{C_{i}}-{C_{j}}}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_030">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>6.48</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>8.93</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>12.21</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">c</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.963</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>6.617</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>5.866</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>4.392</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>12.11</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>11.57</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">c</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.169</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>6.501</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>6.665</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.027</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>1.182</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mn>1.312</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.233</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>0.11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.174</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.350</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>0.012</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{C_{1}}& =6.48,\hspace{2.5pt}{C_{2}}=8.93,\hspace{2.5pt}{C_{3}}=12.21\\ {} f(M)& =\mathbf{a}+\mathbf{b}M+\mathbf{c}{M^{2}}+\mathbf{d}{M^{2}}-\mathbf{g}(M)\\ {} \mathbf{a}& =-{\left[2.963\hspace{2.5pt}6.617\hspace{2.5pt}5.866\right]^{T}}\\ {} \mathbf{b}& ={\left[4.392\hspace{2.5pt}12.11\hspace{2.5pt}11.57\right]^{T}}\\ {} \mathbf{c}& =-{\left[1.169\hspace{2.5pt}6.501\hspace{2.5pt}6.665\right]^{T}}\\ {} \mathbf{d}& ={\left[-0.027\hspace{2.5pt}1.182\hspace{2.5pt}1.312\right]^{T}}\\ {} \mathbf{g}(M)& =\left[\begin{array}{c}0.233{e^{(1-M)/0.11}}\\ {} 0.174{e^{(1-M)/0.01}}\\ {} 0.350{e^{(1-M)/0.012}}\end{array}\right]\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds50_li_002">
<label>•</label>
<p>The 7-dimensional <bold>piston</bold> model, that describes the circular motion of a piston within a cylinder, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_001">1</xref>]: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_031">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>19.62</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}C(\mathbf{x})& =2\pi \sqrt{\frac{M}{k+{S^{2}}\frac{{P_{0}}{V_{0}}}{{T_{0}}}\frac{{T_{a}}}{{V^{2}}}}}\\ {} V& =\frac{S}{2k}\left(\sqrt{{A^{2}}+4k{T_{A}}\frac{{P_{0}}{V_{0}}}{{T_{0}}}}-A\right)\\ {} A& ={P_{0}}S-+19.62M-k\frac{{V_{0}}}{S}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_535"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>60</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{1}}=M\in [30,60]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_536"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0.005</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0.020</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{2}}=S\in [0.005,0.020]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_537"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0.002</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0.010</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{3}}={V_{0}}\in [0.002,0.010]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_538"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>1000</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5000</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{4}}=k\in [1000,5000]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_539"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>90000</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>110000</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{5}}={P_{0}}\in [90000,110000]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_540"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>290</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>296</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{6}}={T_{a}}\in [290,296]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_541"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>340</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>360</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{7}}={T_{0}}\in [340,360]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_028">28</xref>], a screening study is presented, indicating that only variables <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_542"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_543"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$i\le 4$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are relevant. For this reason we consider <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_544"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$C(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> only as a 4-dimensional function, with the remaining three input variables (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_545"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{5}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_546"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{6}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_547"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{7}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) being fixed to the mid-point of the corresponding intervals.</p>
</list-item>
</list>
<p>The functions generated by the models above cannot be well interpolated using simple kriging unless the design size is very large, having a smooth tendency which, when not taken into account, leads to a residual signal <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_548"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\epsilon (\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that strongly departs from the stationarity hypothesis assumed in this work. For that reason, we consider the estimation of ISE for interpolators of <italic>f</italic> of the form 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_032">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \eta (\mathbf{x})={P_{q,n}}(\mathbf{x})+g(\mathbf{x})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Above, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_549"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$P(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the complete <italic>q</italic>-degree polynomial obtained by least squares fit to the <italic>n</italic> observations <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_550"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{y}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over the learning design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_551"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The term <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_552"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the simple kriging interpolator of 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_033">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {f^{\prime }}(\mathbf{x})=f(\mathbf{x})-{P_{q,n}}(\mathbf{x})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In all cases, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_553"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a space filling design determined by Kernel herding for a spherical Matérn 3/2 kernel with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_554"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and all validation designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_555"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> assume a spherical Matérn kernel (several settings of its correlation length are studied). All experiments reported in this section consider <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_556"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=n/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We compare the performance of the ISE estimator proposed in the paper, using the validation measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_557"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with the simple empirical estimator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_558"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that uses a uniform validation distribution with support the validation design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_559"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see (<xref rid="j_nejsds50_eq_004">2.2</xref>). All validation measures <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_560"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> assume a Matérn 3/2 kernel. Learning designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_561"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are always space filling, found by Kernel Herding for a Matérn kernel with parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_562"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The robustness of the estimator with respect to the assumed value of the range parameter of the covariance of the GP model is studied by showing three panels, corresponding to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_563"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta \in \{{m^{1/d}},{n^{1/d}},{(n+m)^{1/d}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (increasing from left to right). The figures display grouped bar plots, corresponding to increasing sizes of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_564"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (and thus of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_565"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>): <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_566"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>40</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>50</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \{10,20,30,40,50\}d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The blue bars correspond to the true value, the red bars to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_567"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the yellow bars to <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_568"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<sec id="j_nejsds50_s_014">
<label>5.1</label>
<title>Drag Model</title>
<p>For the drag model <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_569"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{q,n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has degree <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_570"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$q=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_016">
<label>Figure 16</label>
<caption>
<p>Drag model. True ISE (blue) SBQ estimate (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_571"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (yellow), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_572"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\eta (\mathbf{x})={P_{q,n}}(\mathbf{x})+g(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From left to right: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_573"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={m^{1/d}},{n^{1/d}},{(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g016.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_017">
<label>Figure 17</label>
<caption>
<p>Drag model. True ISE (blue) SBQ estimate (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_574"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (yellow), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_575"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\eta (\mathbf{x})={P_{q,n}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From left to right: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_576"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={m^{1/d}},{n^{1/d}},{(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g017.jpg"/>
</fig>
<fig id="j_nejsds50_fig_018">
<label>Figure 18</label>
<caption>
<p>Piston model. True ISE (blue) BQ estimate (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_577"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (yellow). Interpolator, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_578"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\eta (\mathbf{x})=P(\mathbf{x})+g(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From left to right: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_579"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={m^{1/d}},{n^{1/d}},{(n+m)^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_580"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p=3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g018.jpg"/>
</fig>
<p>Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_016">16</xref> confirms the robustness of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_581"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to the choice of <italic>θ</italic>. Also, the anticipated overestimation of the empirical estimator, as well as the negative bias of the BQ estimator, are apparent in the figure. Note that different values of the assumed <italic>θ</italic> – corresponding to the three panels of the figure – lead both to distinct validation weights and to different validation designs <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_582"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As we had anticipated, the validation weights of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_583"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> compensate for the precise location of the points of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_584"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the variation of the estimates across the three panels in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_016">16</xref> is minor. On the contrary, the empirical estimator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_585"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> displays an important sensitivity with respect to the exact placement of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_586"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, changing significantly across the three panels.</p>
<p>Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_017">17</xref> considers <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_587"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\eta (\mathbf{x})={P_{q,n}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, violating the interpolating assumption. As we might expect, the SBQ estimate of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_588"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red bars) has now an important (negative) bias. Somewhat surprisingly, when the value of <italic>n</italic> is small the positive bias of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_589"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (yellow bars) partially compensates, in this example, for the non-zero residuals of <italic>η</italic> over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_590"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_015">
<label>5.2</label>
<title>Piston Model</title>
<p>We switch now to the higher dimensional piston model (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_591"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=4$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), for which <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_592"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{q,n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a polynomial of degree <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_593"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$q=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_018">18</xref> is the equivalent of Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_016">16</xref>. It confirms the superior performance and robustness of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_594"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">BQ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta ^{\mathsf{BQ}\mathrm{\star }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_595"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{un}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>When <italic>η</italic> is not an interpolator a behaviour similar to the one observed for the drag model has been observed.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_016">
<label>6</label>
<title>Conclusions</title>
<p>The paper presents an estimator for the ISE of an interpolator based on knowledge of the design on which it has been learned, defined as the ISE for a finitely supported validation measure. The estimator proposed is the optimal MSE linear estimator under the assumption that the interpolated function is a realisation from a Gaussian process with known statistical moments. The support and weights of the validation measure are found by minimising an MMD for a non-stationary kernel that is adapted to the learning design, and a nested sequence of validation designs is greedily determined by SBQ. A default rule is proposed to select the covariance kernel of the assumed model.</p>
<p>Numerical experiments on both simulations from nominal Gaussian processes and on two real models of small dimension confirm the superior performance of the proposed estimator when compared to common estimation by the simple empirical average of the observed squared residuals.</p>
<p>The interpretation of the ISE estimator in terms of an interpolation of the squared residuals explains the utmost importance of accounting for the correct shape of their second-order moment. Moreover, it unriddles the observed robustness of the estimator with respect to the covariance of the assumed GP model.</p>
<p>The work presented suggests several directions for future developments. One concerns the determination of indicators of the quality of the ISE estimate itself, ideally given by the risk function that is optimised. These could both be used to define stopping rules, indicating that incorporation of further residual observations should not yield a significant improvement on the confidence of the current ISE estimate, or to flag poor performance of the current interpolator, and trigger its update including some of the residuals observed over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_596"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the learning dataset <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_597"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. A major difficulty is related to the dependency of the MSE of the interpolator on the assumed process variance, which is known to be difficult to estimate [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_022">22</xref>]. A possible source of suboptimality of the estimator presented concerns the restriction to a linear estimator. The extension to more general estimators while preserving at the same time the robustness property of the method forms a challenging objective. Finally, we believe that the analysis presented here suggests possible approaches to defining (down-)weighted CV estimators that perform better than standard ones; this is the subject of ongoing work.</p>
</sec>
</body>
<back>
<app-group>
<app id="j_nejsds50_app_001"><label>Appendix A</label>
<title>Bias Correction</title>
<p>Under the assumed GP model for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_598"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${f_{|{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the estimator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_599"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}},{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a non-zero bias: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_034">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mspace width="-30.0pt"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}B({\mathbf{Z}_{m}})& =\mathsf{E}\left\{\left.\widehat{\mathsf{ISE}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}},{\mathbf{Z}_{m}})-\mathsf{ISE}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})\right|{\mathcal{F}_{n}}\right\}\\ {} & \hspace{-30.0pt}={\sigma ^{2}}\tilde{\mathbf{w}}{({\mathbf{Z}_{m}})^{T}}{\mathbf{k}_{|n}}({\mathbf{Z}_{m}})-{\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}})\hspace{0.1667em},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_600"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{k}_{|n}}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <italic>m</italic>-dimensional column vector with components <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_601"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${[{k_{|n}}]_{i}}={K_{|n}}({\mathbf{z}_{i}},{\mathbf{z}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see equation (<xref rid="j_nejsds50_eq_007">2.3</xref>)), and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_602"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_010">2.4</xref>).</p>
<p>By noting that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_603"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_020">3.3</xref>) is also the optimal MMSE estimator under the zero mean model <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_604"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{GP}^{0}}=\mathcal{GP}(0,{s^{2}}{\overline{K}_{|n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some (arbitrary) <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_605"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${s^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (necessarily linear, since the model is Gaussian), equation (<xref rid="j_nejsds50_eq_021">3.4</xref>) suggests that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_606"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$B({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> may be negative: as <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_607"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is optimal for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_608"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{GP}^{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it should tend to have smaller values than estimators that consider the correct first posterior moment, i.e., <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_609"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{GP}({\sigma ^{2}}{K_{|n}}(\mathbf{x},\mathbf{x}),{\sigma ^{4}}{\overline{K}_{|n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_019">19</xref> displays the empirical bias <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_610"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$(1/M){\textstyle\sum _{i}}\left({({\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}})^{(i)}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})-{({\varepsilon ^{2}})^{(i)}}(\mathbf{x})\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> observed over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_611"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$M=500$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> realisations from several GP models, supporting this conjecture (simulations are from the models considered in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_002">2</xref>).</p>
<p>Simply subtracting <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_612"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$B({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from the biased linear estimator yields the following unbiased affine estimator 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_035">
<label>(A.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\widehat{\mathsf{ISE}}_{affine}}({\mathbf{X}_{n}},{\mathbf{Z}_{m}})=& {\sum \limits_{i=1}^{m}}{\tilde{\mathbf{w}}_{i}}{\varepsilon ^{2}}({\mathbf{z}_{i}})-B({\mathbf{Z}_{m}})\\ {} & ={\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}})+{\tilde{\mathbf{w}}^{T}}{\Delta _{m}}\hspace{0.1667em},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_613"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Delta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> collects the mean corrected squared residuals at the validation points: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_614"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Delta _{m}}({\mathbf{z}_{i}})={\varepsilon ^{2}}({\mathbf{z}_{i}})-{\sigma ^{2}}{K_{|n}}({\mathbf{z}_{i}},{\mathbf{z}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_615"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that implementation of the expression above requires specification of the value of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_616"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is in practice unknown. In the numerical experiments presented in Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_020">20</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_021">21</xref>, we considered the ideal situation where the true value (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_617"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{2}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) is known.</p>
<fig id="j_nejsds50_fig_019">
<label>Figure 19</label>
<caption>
<p>Bias of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_618"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{{\varepsilon ^{2}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_619"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}\in \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (simulations from Cauchy and Matérn 3/2 kernels).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g019.jpg"/>
</fig> 
<fig id="j_nejsds50_fig_020">
<label>Figure 20</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_620"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}};\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_621"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (dashed), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_622"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\widehat{\mathsf{ISE}}}_{biased}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (blue), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_623"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\widehat{\mathsf{ISE}}}_{affine}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_624"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\widehat{\mathsf{ISE}}}_{linear}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (green). From left to right <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_625"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=5,10,20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Q</italic> and <italic>K</italic> are the Matérn 3/2 kernel.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g020.jpg"/>
</fig> 
<fig id="j_nejsds50_fig_021">
<label>Figure 21</label>
<caption>
<p><inline-formula id="j_nejsds50_ineq_626"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}};\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (black), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_627"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (dashed), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_628"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\widehat{\mathsf{ISE}}}_{biased}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (blue), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_629"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\widehat{\mathsf{ISE}}}_{affine}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (red), <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_630"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\widehat{\mathsf{ISE}}}_{linear}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (green). From left to right <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_631"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=5,10,20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Q</italic> is the Matérn 3/2 kernel; <italic>K</italic> is the Matérn kernel with parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_632"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (top) and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_633"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (bottom).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="nejsds50_g021.jpg"/>
</fig> 
<p>Alternatively, a linear (instead of affine) unbiased solution can be found by using weights <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_634"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{w}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that minimise the same quadratic cost function, but under the zero bias constraint. This leads to the following additive correction of the optimal weights of the biased linear estimator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_635"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_036">
<label>(A.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mspace width="-20.0pt"/>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\mathbf{w}_{linear}}({\mathbf{Z}_{m}})& =\tilde{\mathbf{w}}({\mathbf{Z}_{m}})\\ {} & \hspace{-20.0pt}-\frac{{\sigma ^{2}}\tilde{\mathbf{w}}({\mathbf{Z}_{m}}){\mathbf{k}_{|n}}({\mathbf{Z}_{m}})-{\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}})}{{\sigma ^{2}}{\mathbf{k}_{|n}}{({\mathbf{Z}_{m}})^{T}}\mathbf{t}}\mathbf{t}\hspace{0.1667em},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_636"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{t}={\overline{K}_{|n}}{({\mathbf{Z}_{m}},{\mathbf{Z}_{m}})^{-1}}{\mathbf{k}_{|n}}({\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Denote by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_637"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{biased}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the empirical <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_638"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> estimator that uses the validation measure presented in Section <xref rid="j_nejsds50_s_007">3.2</xref>, and let <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_639"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{linear}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the linear unbiased estimator with weights given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_036">A.2</xref>).</p>
<p>As (<xref rid="j_nejsds50_eq_036">A.2</xref>) is linear and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_640"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{{\varepsilon ^{2}}}_{{\mathcal{F}_{n}}}}(\mathbf{x}|{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_nejsds50_eq_020">3.3</xref>) is the MMSE linear estimate of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_641"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_642"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_643"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{linear}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will necessarily perform worse than <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_644"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{biased}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when using the correct model for <italic>f</italic>. Conversely, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_645"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{affine}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> performs better than <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_646"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{biased}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the right model for <italic>f</italic>. In fact, the numerical experiments presented below show that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_647"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{linear}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_648"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{affine}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> have both bad performance and poor robustness: as both estimators explicitly incorporate the uncertainty predicted by the posterior distribution, they inherit, as we will see, the well known sensitivity of modelled prediction uncertainty with respect to the assumed model.</p>
<p>We performed <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_649"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$M=500$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> simulations from a GP with kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_650"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$Q(\cdot ,\cdot ;{\theta _{0}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the Matérn kernel with regularity parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_651"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =3/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_652"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}=n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, over the domain <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_653"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_654"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). The corresponding optimal Bayesian interpolators <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_655"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}^{(i)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> all use the same learning design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_656"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of size <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_657"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see details in Appendix <xref rid="j_nejsds50_app_003">C</xref>).</p>
<p>Let <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_658"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{c}^{(i)}}({K_{\theta }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_659"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$c\in \{biased,affine,linear\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the estimate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_660"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{c}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}^{(i)}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when the validation measure assumes kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_661"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\cdot ,\cdot ;\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Figures <xref rid="j_nejsds50_fig_020">20</xref> and <xref rid="j_nejsds50_fig_021">21</xref> plot the average of these estimates. In Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_020">20</xref> <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_662"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$K=Q$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, while in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_021">21</xref> measures <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_663"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are based on Matérn kernels with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_664"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu \in \{1/2,\hspace{0.1667em}5/2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In both figures the horizontal dashed black lines indicate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_665"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the empirical average of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_666"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{ISE}^{(i)}}({\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over the <italic>M</italic> realisations, and the solid black curve is <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_667"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}};\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, predicted by kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_668"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\cdot ,\cdot ;\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The three panels correspond to increasing design sizes <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_669"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=5,10,20$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (from left to right).</p>
<p>The correct <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_670"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be identified in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_020">20</xref> as the value at which the black solid and dashed lines intersect: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_671"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">IMSE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal">⋆</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{IMSE}^{\mathrm{\star }}}({\mathbf{X}_{n}};{\theta _{0}})=\overline{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can see that for the correct parameter value the unbiased estimates (red and green curves) both have the correct mean, while the biased estimator (blue line) has, as foreseen, a negative bias. For <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_672"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta \ne {\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> all three estimators have a non-zero bias, which decreases when <italic>m</italic> grows as the estimators become less dependent on the prior stochastic model for <italic>f</italic>. For large design sizes, the two linear estimates (blue and green curves) have nearly the same bias, showing that bias correction is mainly relevant for small validation designs. As anticipated, the unbiased estimates display a larger sensitivity with respect to model mismatch than the original <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_673"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{biased}}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which shows a remarkably stable behaviour with respect to <italic>θ</italic>.</p>
<p>In Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_021">21</xref> wrong values of <italic>ν</italic> are assumed by the design algorithm. In the top row <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_674"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, less regular than <italic>Q</italic>, while in the bottom row <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_675"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =5/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, more regular than the simulated model. While a much larger bias is observed for the exponential (<inline-formula id="j_nejsds50_ineq_676"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu =1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) model in the top row, the curves in the bottom panels are similar to those in Figure <xref rid="j_nejsds50_fig_020">20</xref>, indicating that the estimator can accommodate a model that assumes a higher regularity. The robustness of BQ with respect to models assuming higher regularity than the true one has been previously noted in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_020">20</xref>]. Finally, remark that <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_677"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\widehat{\mathsf{ISE}}_{biased}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a remarkably stable behaviour, and that its bias is often the smallest amongst all three estimators.</p>
<p>Unless a high confidence can be given to the assumed GP model, including its scale parameter, the lack of robustness of the unbiased estimators prevents their use. For small design sizes, where bias correction could indeed be important, guaranteeing the fidelity of the assumed model is in general impossible, severely limiting the practical interest of the unbiased estimators discussed here.</p></app>
<app id="j_nejsds50_app_002"><label>Appendix B</label>
<title>Potential <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_678"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{z})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for Tensor-Product Kernels on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_679"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<sec id="j_nejsds50_s_017">
<label>B.1</label>
<title>Factorisation in the General Case</title>
<p>A key difficulty for the algorithmic construction of a validation design by SBQ (Section <xref rid="j_nejsds50_s_007">3.2</xref>) or KH (Section <xref rid="j_nejsds50_s_011">4.3</xref>) is the calculation of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_680"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mathbf{x})={P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for many <bold>x</bold> in order to choose <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_681"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{z}_{m+1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. However, when <italic>K</italic> is a tensor-product kernel, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_682"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be calculated explicitly when <italic>μ</italic> is uniform on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_683"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We can write <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_684"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∏</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu (\mathrm{d}\mathbf{x})={\textstyle\prod _{i=1}^{d}}{\mu _{1}}(\mathrm{d}{x_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_685"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the uniform measure on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_686"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$[0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_687"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}={({x_{1}},\dots ,{x_{d}})^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. When <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_688"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∏</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})={\textstyle\prod _{i=1}^{d}}{K_{i}}({x_{i}},{x^{\prime }_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_689"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}={({x_{1}},\dots ,{x_{d}})^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_690"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}^{\prime }}={({x^{\prime }_{1}},\dots ,{x^{\prime }_{d}})^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we thus have 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_037">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {P_{K,\mu }}(\mathbf{x})={\prod \limits_{i=1}^{d}}{\int _{{\mathcal{X}_{i}}}}{K_{i}}({x_{i}},{x^{\prime }_{i}})\hspace{0.1667em}{\mu _{1}}(\mathrm{d}{x^{\prime }_{i}})={\prod \limits_{i=1}^{d}}{P_{{K_{i}},{\mu _{1}}}}({x_{i}})\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
One may refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_043">43</xref>] for connections between positive-definiteness properties of the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_691"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and those of <italic>K</italic>. The expression of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_692"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{K_{i}},{\mu _{1}}}}(\cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is available for many kernels <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_693"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_036">36</xref>] and the references therein.</p>
<p>Before deriving the expression of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_694"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we introduce some notation. Denote by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_695"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\boldsymbol{\Omega }}_{K,n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_696"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\times n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix with respective elements 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_038">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\{{\overline{\boldsymbol{\Omega }}_{K,n}}\}_{j,k}}={\prod \limits_{i=1}^{d}}{\beta _{{K_{i}}}}({{x_{j}}_{i}},{{x_{k}}_{i}})\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and by <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_697"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\overline{\boldsymbol{\omega }}_{K,n}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the vector with <italic>j</italic>-th component 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_039">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\{{\overline{\boldsymbol{\omega }}_{K,n}}(\mathbf{x})\}_{j}}={\prod \limits_{i=1}^{d}}{\beta _{{K_{i}}}}({{x_{j}}_{i}},{x_{i}})\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_698"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${{x_{j}}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (respectively, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_699"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${{x_{k}}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) is the <italic>i</italic>-th component of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_700"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (respectively, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_701"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{x}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), and 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_040">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {\beta _{{K_{i}}}}(r,s)& \displaystyle =& \displaystyle {\int _{\mathcal{X}}}{K_{i}}(r,t){K_{i}}(s,t)\hspace{0.1667em}{\mu _{1}}(\mathrm{d}t)\hspace{0.1667em},\hspace{2.5pt}i=1,\dots ,d\hspace{0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then, using (<xref rid="j_nejsds50_eq_013">2.6</xref>), direct calculation gives 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_041">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="-28.45274pt"/>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>⊤</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">trace</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Ω</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}(\mathbf{x})& \displaystyle =& \displaystyle 2\hspace{0.1667em}{P_{{K^{2}},\mu }}(\mathbf{x})-4\hspace{0.1667em}{\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\overline{\boldsymbol{\omega }}_{K,n}}(\mathbf{x})\\ {} & & \displaystyle +2\hspace{0.2778em}{\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\overline{\boldsymbol{\Omega }}_{K,n}}{\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{k}_{n}}(\mathbf{x})\\ {} & & \displaystyle \hspace{-28.45274pt}+\left[1-{\mathbf{k}_{n}^{\top }}(\mathbf{x}){\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\mathbf{k}_{n}}(\mathbf{x})\right]\left[1-\mathrm{trace}({\mathbf{K}_{n}^{-1}}{\overline{\boldsymbol{\Omega }}_{K,n}})\right]\hspace{0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The expressions of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_702"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{K^{2}},{\mu _{1}}}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_703"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\beta _{K}}(u,v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_704"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$x,u,v\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_705"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> uniform on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_706"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$[0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_707"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{i}}(x,{x^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a Matérn 3/2 kernel (<xref rid="j_nejsds50_eq_046">C.1</xref>) are given in Section <xref rid="j_nejsds50_s_018">B.2</xref>, making the expression of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_708"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> available in closed form when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_709"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the product of uni-dimensional Matérn 3/2 kernels and <italic>μ</italic> is uniform on <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_710"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={[0,1]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similar calculations can be conducted for other kernels. The expression of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_711"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{E}_{{\overline{K}_{|n}}}}(\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which appears in the expansion of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_712"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{R}({\zeta _{m}},{\mathbf{X}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see (<xref rid="j_nejsds50_eq_012">2.5</xref>), can be obtained in closed form in a similar way; see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_035">35</xref>].</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_018">
<label>B.2</label>
<title>The Matérn 3/2 Case</title>
<p>When <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_713"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Matérn</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{i}}(x,{x^{\prime }})={K_{\text{Mat\'ern}}^{3/2}}(|x-{x^{\prime }}|)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_nejsds50_eq_046">C.1</xref>) with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_714"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta =\gamma /\sqrt{3}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_036">36</xref>] 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_042">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {P_{{K_{i}},{\mu _{1}}}}(x)={S_{\gamma }}(x)+{S_{\gamma }}(1-x)\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_715"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{\gamma }}(x)=\frac{1}{\gamma }\hspace{0.1667em}[2-(2+\gamma x){\mathsf{e}^{-\gamma x}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_716"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Straightforward but lengthy calculation gives 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_043">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {P_{{K_{i}^{2}},{\mu _{1}}}}(x)={T_{\gamma }}(x)+{T_{\gamma }}(1-x)\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_717"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{\gamma }}(x)=\frac{1}{4\hspace{0.1667em}\gamma }\hspace{0.1667em}[5-(5+6\hspace{0.1667em}\gamma x+2\hspace{0.1667em}{\gamma ^{2}}{x^{2}}){\mathsf{e}^{-2\hspace{0.1667em}\gamma x}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_718"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also, the expressions <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_719"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\beta _{{K_{i}}}}(u,v)={B_{\gamma }}(u,v)-{C_{\gamma }}(u,v)-{C_{\gamma }}(1-u,1-v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_720"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$u,v\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_044">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mfenced separators="" open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-2">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle {B_{\gamma }}(u,v)& \displaystyle =& \displaystyle \frac{{\mathsf{e}^{-\gamma |u-v|}}}{6\hspace{0.1667em}\gamma }\hspace{0.1667em}\left[15\hspace{0.1667em}(1+\gamma |u-v|)+6\hspace{0.1667em}{\gamma ^{2}}|u-v{|^{2}}\right.\\ {} & & \displaystyle \left.+{\gamma ^{3}}|u-v{|^{3}}\right]\hspace{0.1667em},\\ {} \displaystyle {C_{\gamma }}(u,v)& \displaystyle =& \displaystyle \frac{{\mathsf{e}^{-\gamma (u+v)}}}{4\hspace{0.1667em}\gamma }\hspace{0.1667em}\left[5+3\hspace{0.1667em}\gamma (u+v)+2\hspace{0.1667em}{\gamma ^{2}}uv\right]\hspace{0.1667em},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
permit to calculate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_721"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{\overline{K}_{|n}},\mu }}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> explicitly.</p>
</sec>
</app>
<app id="j_nejsds50_app_003"><label>Appendix C</label>
<title>Details on Numerical Experiments</title>
<sec id="j_nejsds50_s_019">
<label>C.1</label>
<title>GP Models</title>
<p>Let <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_722"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{f(\mathbf{x})\}_{\mathbf{x}\in \mathcal{X}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_723"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$f(\mathbf{x})\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a real <italic>d</italic>-dimensional stochastic process defined over the compact index set <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_724"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}\subset {\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_725"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{f(\mathbf{x})\}_{\mathbf{x}\in \mathcal{X}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a Gaussian process with mean function <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_726"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu (\cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and covariance kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_727"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\cdot ,\cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, noted <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_728"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\{f(\mathbf{x})\}_{\mathbf{x}\in \mathcal{X}}}\sim \mathcal{GP}(\mu (\cdot ),K(\cdot ,\cdot ))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if for any finite <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_729"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and any <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_730"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{X}=\{{\mathbf{x}_{1}},\dots ,{\mathbf{x}_{n}}\}\subset \mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the collection of random variables <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_731"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{f({\mathbf{x}_{i}}),i=1,\dots ,n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a <italic>n</italic>-dimensional normal random vector, i.e., 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_045">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.5em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \{f({\mathbf{x}_{i}}),i=1,\dots ,n\}\sim \mathcal{N}\left({\mu _{\mathbf{X}}},{\mathbf{K}_{\mathbf{X}}}\right)\hspace{0.5em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_732"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{\mathbf{X}}}\in {\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has <italic>i</italic>-th component <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_733"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\left[{\mu _{\mathbf{X}}}\right]_{i}}=\mu ({\mathbf{x}_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_734"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\times n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_735"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{K}_{\mathbf{X}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has generic <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_736"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(i,j)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> element <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_737"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\left[{\mathbf{K}_{\mathbf{X}}}\right]_{(i,j)}}=K({\mathbf{x}_{i}},{\mathbf{x}_{j}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>All Gaussian models considered in the numerical experiments presented assume a zero mean, i.e., <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_738"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≡</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu (\cdot )\equiv 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and are defined over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_739"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}={\left[0,1\right]^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Besides, only stationary and isotropic processes are considered, i.e., all covariance kernels <italic>K</italic> satisfy <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_740"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$K(\mathbf{x},{\mathbf{x}^{\prime }})=\Psi (\mathbf{x}-{\mathbf{x}^{\prime }})=\psi \left(\left\| \mathbf{x}-{\mathbf{x}^{\prime }})\right\| \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The experiments presented resort to several parametric families for the kernel <italic>K</italic>, namely, the Cauchy kernel <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_741"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Cauchy</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{\text{Cauchy}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as defined in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds50_ref_013">13</xref>], and the Matérn kernels <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_742"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Matérn</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${K_{\text{Mat\'ern}}^{\nu }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with regularity parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_743"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu \in \{1/2,3/2,5/2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, all given below. For all kernels <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_744"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta \in {\mathbb{R}^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the scale parameter, and for the Cauchy kernels <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_745"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(\rho ,\gamma )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the long distance dependency and the shape parameters, respectively. Below, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_746"><alternatives><mml:math>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math><tex-math><![CDATA[$\ell =\left\| \mathbf{x}-{\mathbf{x}^{\prime }}\right\| $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <disp-formula-group id="j_nejsds50_dg_001">
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_046">
<label>(C.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Cauchy</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Matérn</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Matérn</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\psi _{\text{Cauchy}}}(\ell )& ={\left(1+{(\theta \hspace{0.1667em}\ell )^{\gamma }}\right)^{-\rho /\gamma }}\hspace{2.5pt},\\ {} {\psi _{\text{Mat\'ern}}^{1/2}}(\ell )& ={e^{-\theta \hspace{0.1667em}\ell }}\hspace{2.5pt},\\ {} {\psi _{\text{Mat\'ern}}^{3/2}}(\ell )& =\left(1+\sqrt{3}\theta \hspace{0.1667em}\ell \right)\hspace{0.1667em}{e^{-\sqrt{3}\theta \hspace{0.1667em}\ell }}\hspace{0.1667em},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_047">
<label>(C.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Matérn</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\psi _{\text{Mat\'ern}}^{5/2}}(\ell )& =\left(1+\sqrt{5}\theta \hspace{0.1667em}\ell +\frac{5}{3}{(\theta \hspace{0.1667em}\ell )^{2}}\right)\hspace{0.1667em}{e^{\sqrt{5}\theta \hspace{0.1667em}\ell }}\hspace{0.1667em}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> For the Cauchy kernel, we set <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_747"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\rho =\gamma =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus a rational kernel with bandwidth determined by <italic>θ</italic>.</p>
<p>The parameter <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_748"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the simulated GP model is dependent of the size of the learning design of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_749"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_750"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\theta _{0}}={n^{1/d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This will guarantee the numerical stability of the KH algorithm used to define <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_751"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see below), and that the interpolator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_752"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will have a moderate error level.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_020">
<label>C.2</label>
<title>Sampling from a GP Processes</title>
<p>The material in Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref> presents the average performance of the <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_753"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> estimators over <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_754"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$M=500$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> simulations from an assumed GP model. These simulations are supported in a dense finite subset <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_755"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_756"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of size <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_757"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$L={2^{12}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_758"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a uniform grid when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_759"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a scrambled low-discrepancy Sobol’ sequence when <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_760"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d\ge 2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Generation of realisations from the GP model requires factorisation of the matrix <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_761"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{K}_{{\mathcal{X}_{L}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> collecting the values of kernel <italic>K</italic> over the pairs of points of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_762"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_048">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {f^{(i)}}(\mathbf{t})={\mathbf{K}^{-1/2}}\mathbf{u}\hspace{0.1667em},\hspace{2em}\mathbf{u}\sim \mathcal{N}\left(0,{I_{|\mathcal{T}|}}\right)\hspace{0.1667em},\hspace{2em}\mathbf{t}\in \mathcal{T}\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
When <italic>L</italic> is very large this may lead to numerical instabilities for some parameter values, due to near singularity of <bold>K</bold>. In that case, our simulated signals are the optimal MSE estimate (under the simulated <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_763"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">GP</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{GP}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) of samples obtained as above over a smaller dense subset <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_764"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{X}_{M}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_765"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, of size <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_766"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$M={10^{3}}\hspace{0.1667em}d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_049">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="eqnarray-1"/>
<mml:mtd class="eqnarray-2"/>
<mml:mtd class="eqnarray-3">
<mml:mspace width="71.13188pt"/>
<mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}& & \displaystyle {\{{\mathbf{u}^{(i)}}(\mathbf{x})\}_{\mathbf{x}\in {\mathcal{X}_{M}}}}\sim \mathcal{N}\left(0,{I_{M}}\right)\\ {} & & \displaystyle \hspace{71.13188pt}\longrightarrow {\{{f^{(i)}}(\mathbf{x})\}_{\mathbf{x}\in {\mathcal{X}_{M}}}}\to {\{{\hat{f}^{(i)(\mathbf{x})}}\}_{\mathbf{x}\in \mathcal{X}}}\hspace{0.1667em}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The simulated functions are thus slightly smoother than the actual realisations from the assumed GP. We believe, however that this does not compromise the validity of our conclusions.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds50_s_021">
<label>C.3</label>
<title>Learning Design <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_767"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Interpolator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_768"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_769"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{ISE}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> Estimates</title>
<p>In Section <xref rid="j_nejsds50_s_008">4</xref>, for each GP kernel <italic>K</italic> and design size <italic>n</italic>, <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_770"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is always the space-filling design obtained by standard KH for kernel <italic>K</italic>. For each realisation <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_771"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${f^{(i)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, its interpolator <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_772"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{{\mathcal{F}_{n}^{(i)}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the optimal interpolator for the assumed GP model using the learning data <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_773"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}^{(i)}}=({\mathbf{X}_{n}},{f^{(i)}}({\mathbf{X}_{n}}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_050">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\eta _{{\mathcal{F}_{n}^{(i)}}}}(\mathbf{x})={\mathbf{k}_{|n}}{(\mathbf{x},{\mathbf{X}_{n}})^{T}}{K_{|n}}{({\mathbf{X}_{n}},{\mathbf{X}_{n}})^{-1}}{f^{(i)}}({\mathbf{X}_{n}})\hspace{2.5pt}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Simulated residuals are thus <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_774"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{(i)}}(\mathbf{x})={f^{(i)}}(\mathbf{x})-{\eta _{{\mathcal{F}_{n}^{(i)}}}}(\mathbf{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For a validation measure <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_775"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{m}}=(\mathbf{w},{\mathbf{Z}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the MSE of the corresponding estimate <inline-formula id="j_nejsds50_ineq_776"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{\mathsf{ISE}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is approximated as 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_051">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \hat{\mathcal{R}}(\zeta )=\frac{1}{M}{\sum \limits_{i=1}^{M}}{\left({\widehat{\mathsf{ISE}}^{(i)}}-{\mathsf{ISE}^{(i)}}\right)^{2}}\hspace{0.1667em},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_nejsds50_eq_052">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">ISE</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{\mathsf{ISE}}^{(i)}}={\sum \limits_{i=i}^{m}}{\mathbf{w}_{i}}{\varepsilon _{{\eta _{{\mathcal{F}_{n}^{(i)}}}}}^{2}}({\mathbf{z}_{i}}),\hspace{2em}{\mathsf{ISE}^{(i)}}=\frac{1}{L}\sum \limits_{{\mathbf{t}_{i}}\in {\mathcal{X}_{L}}}{({\varepsilon ^{(i)}}({\mathbf{t}_{i}}))^{2}}\hspace{0.1667em}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</app></app-group>
<ack id="j_nejsds50_ack_001">
<title>Acknowledgements</title>
<p>The authors acknowledge the fruitful collaboration with the other partners of the ANR project INDEX, in particular Bertrand Iooss, Elias Fekhari and Joseph Muré from EDF R&amp;D Chatou, France.</p></ack>
<ref-list id="j_nejsds50_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_nejsds50_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="other"> Piston model. <uri>https://www.sfu.ca/~ssurjano/piston.html</uri>. Accessed: 2023-03-17.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Anand</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Velu</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Whig</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name> <article-title>Prediction of loan behaviour with machine learning models for secure banking</article-title>. <source>Journal of Computer Science and Engineering (JCSE)</source> <volume>3</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>1</fpage>–<lpage>13</lpage> (<year>2022</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Bach</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lacoste-Julien</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Obozinski</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name> <chapter-title>On the equivalence between herding and conditional gradient algorithms</chapter-title>. In <source>Proc. 29th Annual International Conference on Machine Learning</source> <fpage>1355</fpage>–<lpage>1362</lpage> (<year>2012</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Bachoc</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name> <article-title>Cross validation and maximum likelihood estimations of hyper-parameters of Gaussian processes with model misspecification</article-title>. <source>Computational Statistics and Data Analysis</source> <volume>66</volume>. <fpage>55</fpage>–<lpage>69</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.csda.2013.03.016" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.csda.2013.03.016</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3064023">MR3064023</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Borovicka</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jirina</surname>, <given-names>M.</given-names> <suffix>Jr.</suffix></string-name>, <string-name><surname>Kordik</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Jirina</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <chapter-title>Selecting representative data sets</chapter-title>. (<string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Karahoca</surname></string-name>, ed.) In <source>Advances in Data Mining, Knowledge Discovery and Applications</source> <fpage>43</fpage>–<lpage>70</lpage>. <publisher-name>INTECH</publisher-name> (<year>2012</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Chevalier</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bect</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ginsbourger</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Picheny</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Richet</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Vazquez</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name> <article-title>Fast kriging-based stepwise uncertainty reduction with application to the identification of an excursion set</article-title>. <source>Technometrics</source> <volume>56</volume>. <fpage>455</fpage>–<lpage>465</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/00401706.2013.860918" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/00401706.2013.860918</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3290615">MR3290615</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Demay</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Iooss</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Le Gratiet</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Marrel</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> <article-title>Model selection for Gaussian Process regression: an application with highlights on the model variance validation</article-title>. <source>Quality and Reliability Engineering International Journal</source> <volume>8</volume>. <fpage>1482</fpage>–<lpage>1500</lpage> (<year>2021</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Dubrule</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name> <article-title>Cross validation of kriging in a unique neighborhood</article-title>. <source>Journal of the International Association for Mathematical Geology</source> <volume>15</volume>(<issue>6</issue>) <fpage>687</fpage>–<lpage>699</lpage> (<year>1983</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/BF01033232" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/BF01033232</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0720633">MR0720633</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="other"> ENIQ. Qualification of an AI / ML NDT system – Technical basis. NUGENIA, ENIQ Technical Report (<year>2019</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Fang</surname>, <given-names>K-T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Sudjianto</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> <source>Design and Modeling for Computer Experiments</source>. <publisher-name>Chapman &amp; Hall/CRC</publisher-name> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2510302">MR2510302</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Fedorov</surname>, <given-names>V. V.</given-names></string-name> <source>Theory of Optimal Experiments</source>. <publisher-name>Academic Press</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1972</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0403103">MR0403103</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Fekhari</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Iooss</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Muré</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Rendas</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name> <chapter-title>Model predictivity assessment: incremental test-set selection and accuracy evaluation</chapter-title>. (<string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Salvati</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Perna</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Marchetti</surname></string-name> and <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Chambers</surname></string-name>, eds.) In <source>Studies in Theoretical and Applied Statistics, SIS 2021, Pisa, Italy, June 21–25</source>, <publisher-name>Springer</publisher-name>, (<year>2022</year>). <comment>Preprint hal-03523695</comment>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-031-16609-9_20" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-031-16609-9_20</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4606592">MR4606592</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Gneiting</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Schlather</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <article-title>Stochastic models that separate fractal dimension and the Hurst effect</article-title>. <source>SIAM Review</source> <volume>46</volume>(<issue>2</issue>) <fpage>269</fpage>–<lpage>282</lpage> (<year>2004</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/S0036144501394387" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/S0036144501394387</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2114455">MR2114455</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Hawkins</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Paterson</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Picardi</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jia</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Calinescu</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Habli</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name> Guidance on the assurance of machine learning in autonomous systems (AMLAS). Assuring Autonomy International Programme (AAIP), University of York (<year>2021</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4326507">MR4326507</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Hindman</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <article-title>Building better models: Prediction, replication, and machine learning in the social sciences</article-title>. <source>The Annals of the American Academy of Political and Social Science</source> <volume>659</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>48</fpage>–<lpage>62</lpage> (<year>2015</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Huszár</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Duvenaud</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name> <chapter-title>Optimally-weighted herding is Bayesian quadrature</chapter-title>. In <source>Uncertainty in Artificial Intelligence</source> <fpage>377</fpage>–<lpage>385</lpage> (<year>2012</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Iooss</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Boussouf</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Feuillard</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Marrel</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> <article-title>Numerical studies of the metamodel fitting and validation processes</article-title>. <source>International Journal of Advances in Systems and Measurements</source> <volume>3</volume>. <fpage>11</fpage>–<lpage>21</lpage> (<year>2010</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Iooss</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> Sample selection from a given dataset to validate machine learning models (<year>2021</year>), arXiv preprint <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/arXiv:2104.14401">arXiv:2104.14401</ext-link>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Joseph</surname>, <given-names>V. R.</given-names></string-name> <article-title>Space-filling designs for computer experiments: A review</article-title>. <source>Quality Engineering</source> <volume>28</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>28</fpage>–<lpage>35</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3528792">MR3528792</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Kanagawa</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sriperumbudur</surname>, <given-names>B. K.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Fukumizu</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name> <chapter-title>Convergence guarantees for kernel-based quadrature rules in misspecified settings</chapter-title>. In <source>Advances in Neural Information Processing Systems</source> <fpage>3288</fpage>–<lpage>3296</lpage> (<year>2016</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Karvonen</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kanagawa</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Särkkä</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> <article-title>On the positivity and magnitudes of Bayesian quadrature weights</article-title>. <source>Statistics and Computing</source> <volume>29</volume>(<issue>6</issue>) <fpage>1317</fpage>–<lpage>1333</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11222-019-09901-0" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11222-019-09901-0</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4026673">MR4026673</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Karvonen</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wynne</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tronarp</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Oates</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Särkkä</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> <article-title>Maximum likelihood estimation and uncertainty quantification for Gaussian process approximation of deterministic functions</article-title>. <source>SIAM/ASA Journal on Uncertainty Quantification</source> <volume>8</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>926</fpage>–<lpage>958</lpage> (<year>2020</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/20M1315968" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/20M1315968</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4130422">MR4130422</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kleijnen</surname>, <given-names>J. P. C.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Sargent</surname>, <given-names>R. G.</given-names></string-name> <article-title>A methodology for fitting and validating metamodels in simulation</article-title>. <source>European Journal of Operational Research</source> <volume>120</volume>. <fpage>14</fpage>–<lpage>29</lpage> (<year>2000</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.ejor.2016.06.041" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.ejor.2016.06.041</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3543078">MR3543078</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_024">
<label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kupiec</surname>, <given-names>P. H.</given-names></string-name> <article-title>On the accuracy of alternative approaches for calibrating bank stress test models</article-title>. <source>Journal of financial stability</source> <volume>38</volume>. <fpage>132</fpage>–<lpage>146</lpage> (<year>2018</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_025">
<label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Lorenzo</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zanocco</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Giménez</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Marquès</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Iooss</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bolado-Lavin</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pierro</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Galassi</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>D’Auria</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Burgazzi</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> <article-title>Assessment of an isolation condenser of an integral reactor in view of uncertainties in engineering parameters</article-title>. <source>Science and Technology of Nuclear Installations</source> <volume>2011</volume>, Article ID <elocation-id>827354</elocation-id> (<year>2011</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1155/2011/827354" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1155/2011/827354</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_026">
<label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Mak</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Joseph</surname>, <given-names>V. R.</given-names></string-name> <article-title>Support points</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>46</volume>(<issue>6A</issue>) <fpage>2562</fpage>–<lpage>2592</lpage> (<year>2018</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/17-AOS1629" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/17-AOS1629</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3851748">MR3851748</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_027">
<label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Marrel</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Iooss</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Chabridon</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name> <article-title>The ICSCREAM methodology: Identification of penalizing configurations in computer experiments using screening and metamodel – Applications in thermal-hydraulics</article-title>. <source>Nuclear Science and Engineering</source> <volume>196</volume>. <fpage>301</fpage>–<lpage>321</lpage> (<year>2022</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_028">
<label>[28]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Moon</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name> Design and analysis of computer experiments for screening input variables. PhD thesis, Ohio State University, USA (<year>2010</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2794741">MR2794741</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_029">
<label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>O’Hagan</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> <article-title>Bayes–Hermite quadrature</article-title>. <source>Journal of Statistical Planning and Inference</source> <volume>29</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>245</fpage>–<lpage>260</lpage> (<year>1991</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/0378-3758(91)90002-V" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/0378-3758(91)90002-V</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1144171">MR1144171</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_030">
<label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Parmar</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Haselbacher</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Balachandar</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> <article-title>Improved drag correlation for spheres and application to shock-tube experiments</article-title>. <source>Aiaa Journal</source> <volume>48</volume>(<issue>6</issue>) <fpage>1273</fpage>–<lpage>1276</lpage> (<year>2010</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_031">
<label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Petropoulos</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Siakoulis</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Stavroulakis</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Vlachogiannakis</surname>, <given-names>N. E.</given-names></string-name> <article-title>Predicting bank insolvencies using machine learning techniques</article-title>. <source>International Journal of Forecasting</source> <volume>36</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>1092</fpage>–<lpage>1113</lpage> (<year>2020</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_032">
<label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> <article-title>Minimax and maximin space-filling designs: some properties and methods for construction</article-title>. <source>Journal de la Société Française de Statistique</source> <volume>158</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>7</fpage>–<lpage>36</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3637639">MR3637639</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_033">
<label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> <article-title>Performance analysis of greedy algorithms for minimising a maximum mean discrepancy</article-title>. <source>Statistics and Computing</source> <volume>33</volume>. <fpage>14</fpage> (<year>2023</year>). <comment>Preprint hal-03114891</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/arXiv:2101.07564">arXiv:2101.07564</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11222-022-10184-1" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11222-022-10184-1</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4519641">MR4519641</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_034">
<label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Müller</surname>, <given-names>W. G.</given-names></string-name> <article-title>Design of computer experiments: space filling and beyond</article-title>. <source>Statistics and Computing</source> <volume>22</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>681</fpage>–<lpage>701</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11222-011-9242-3" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11222-011-9242-3</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2909615">MR2909615</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_035">
<label>[35]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Rendas</surname>, <given-names>M. -J.</given-names></string-name> Validation design I: construction of validation designs via kernel herding (<year>2021</year>). Preprint hal-03474805. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/arXiv:2112.05583">arXiv:2112.05583</ext-link>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_036">
<label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Zhigljavsky</surname>, <given-names>A. A.</given-names></string-name> <article-title>Bayesian quadrature, energy minimization and space-filling design</article-title>. <source>SIAM/ASA J. Uncertainty Quantification</source> <volume>8</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>959</fpage>–<lpage>1011</lpage> (<year>2020</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/18M1210332" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/18M1210332</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4133484">MR4133484</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_037">
<label>[37]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Rasmussen</surname>, <given-names>C. E.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Ghahramani</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name> <chapter-title>Bayesian Monte Carlo</chapter-title>. In <source>Advances in Neural Information Processing Systems</source> <fpage>505</fpage>–<lpage>512</lpage> (<year>2003</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_038">
<label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Sacks</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Welch</surname>, <given-names>W. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mitchell</surname>, <given-names>T. J.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Wynn</surname>, <given-names>H. P.</given-names></string-name> <article-title>Design and analysis of computer experiments</article-title>. <source>Statistical Science</source> <volume>4</volume>(<issue>4</issue>) <fpage>409</fpage>–<lpage>435</lpage> (<year>1989</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1041765">MR1041765</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_039">
<label>[39]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Santner</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Williams</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Notz</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name> <source>The Design and Analysis of Computer Experiments</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3799-8" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3799-8</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2160708">MR2160708</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_040">
<label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Sejdinovic</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sriperumbudur</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gretton</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Fukumizu</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name> <article-title>Equivalence of distance-based and RKHS-based statistics in hypothesis testing</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>41</volume>(<issue>5</issue>) <fpage>2263</fpage>–<lpage>2291</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/13-AOS1140" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/13-AOS1140</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3127866">MR3127866</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_041">
<label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Sriperumbudur</surname>, <given-names>B. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gretton</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fukumizu</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schölkopf</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Lanckriet</surname>, <given-names>G. R. G.</given-names></string-name> <article-title>Hilbert space embeddings and metrics on probability measures</article-title>. <source>Journal of Machine Learning Research</source> <volume>11</volume>. <fpage>1517</fpage>–<lpage>1561</lpage> (<year>2010</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2645460">MR2645460</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_042">
<label>[42]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Stein</surname>, <given-names>M. L.</given-names></string-name> <source>Interpolation of Spatial Data. Some Theory for Kriging</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Heidelberg</publisher-loc> (<year>1999</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1494-6" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1494-6</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1697409">MR1697409</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_043">
<label>[43]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Szabó</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Sriperumbudur</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> <article-title>Characteristic and universal tensor product kernels</article-title>. <source>Journal of Machine Learning Research</source> <volume>18</volume>. <fpage>1</fpage>–<lpage>29</lpage> (<year>2018</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3845532">MR3845532</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_044">
<label>[44]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Welling</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <chapter-title>Herding dynamical weights to learn</chapter-title>. In <source>Proceedings of the 26th Annual International Conference on Machine Learning</source> <fpage>1121</fpage>–<lpage>1128</lpage> (<year>2009</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_045">
<label>[45]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Wynn</surname>, <given-names>H. P.</given-names></string-name> <article-title>The sequential generation of <italic>D</italic>-optimum experimental designs</article-title>. <source>Annals of Math. Stat.</source> <volume>41</volume>. <fpage>1655</fpage>–<lpage>1664</lpage> (<year>1970</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aoms/1177696809" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aoms/1177696809</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0267704">MR0267704</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds50_ref_046">
<label>[46]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Goodacre</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name> <article-title>On splitting training and validation set: A comparative study of cross-validation, bootstrap and systematic sampling for estimating the generalization performance of supervised learning</article-title>. <source>Journal of Analysis and Testing</source> <volume>2</volume>. <fpage>249</fpage>–<lpage>262</lpage> (<year>2018</year>).</mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
