論文の概要: On Multivariate Singular Spectrum Analysis and its Variants
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.13448v5
- Date: Sun, 19 Jun 2022 04:16:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-17 09:15:33.810031
- Title: On Multivariate Singular Spectrum Analysis and its Variants
- Title(参考訳): 多変量特異スペクトル解析とその変異について
- Authors: Anish Agarwal, Abdullah Alomar, Devavrat Shah
- Abstract要約: 本稿では,多変量特異解析 (mSSA) の変種を導入,解析する。
我々は、計算とサンプル外予測の両方に対して平均2乗誤差を1/sqrtmin(N, T )T$として効果的に設定する。
ベンチマークデータセットでは、我々のmSSAの変種は最先端のニューラルネットワーク時系列手法と競合する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.517864567789353
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce and analyze a variant of multivariate singular spectrum analysis
(mSSA), a popular time series method to impute and forecast a multivariate time
series. Under a spatio-temporal factor model we introduce, given $N$ time
series and $T$ observations per time series, we establish prediction
mean-squared-error for both imputation and out-of-sample forecasting
effectively scale as $1 / \sqrt{\min(N, T )T}$. This is an improvement over:
(i) $1 /\sqrt{T}$ error scaling of SSA, the restriction of mSSA to a univariate
time series; (ii) $1/\min(N, T)$ error scaling for matrix estimation methods
which do not exploit temporal structure in the data. The spatio-temporal model
we introduce includes any finite sum and products of: harmonics, polynomials,
differentiable periodic functions, and Holder continuous functions. Our
out-of-sample forecasting result could be of independent interest for online
learning under a spatio-temporal factor model. Empirically, on benchmark
datasets, our variant of mSSA performs competitively with state-of-the-art
neural-network time series methods (e.g. DeepAR, LSTM) and significantly
outperforms classical methods such as vector autoregression (VAR). Finally, we
propose extensions of mSSA: (i) a variant to estimate time-varying variance of
a time series; (ii) a tensor variant which has better sample complexity for
certain regimes of $N$ and $T$.
- Abstract(参考訳): 多変量特異スペクトル分析(mSSA)の変種を導入,解析し,多変量時系列をインプットし,予測する一般的な時系列法を提案する。
時系列にn$の時系列とt$の観測を与えられた時空間的因子モデルでは、予測平均二乗誤差をインプテーションとサンプル外予測の両方に設定し、1 / \sqrt{\min(n, t )t}$と効果的に拡張する。
これは改善点です
(i)$/\sqrt{T}$SSAのエラースケーリング、mSSAを単変量時系列に制限すること。
(ii)1/\min(N, T)$エラースケーリングは,データ中の時間構造を利用していない行列推定法である。
私たちが導入した時空間モデルは、調和、多項式、微分可能周期関数、ホルダー連続関数の任意の有限和と積を含む。
我々のアウトオブサンプル予測結果は、時空間モデルの下でオンライン学習に独立した関心を持つ可能性がある。
実験的に、ベンチマークデータセット上で、我々のmSSAの変種は最先端のニューラルネットワーク時系列メソッド(例えばDeepAR、LSTM)と競合して動作し、ベクトル自己回帰(VAR)のような古典的手法よりも大幅に優れている。
最後にmSSAの拡張を提案する。
(i)時系列の時間変動を推定する変種
(ii)$N$と$T$の特定のレギュレーションに対してより良いサンプリング複雑性を持つテンソル変種。
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