論文の概要: A Multi-view Multi-task Learning Framework for Multi-variate Time Series Forecasting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.01657v1
• Date: Thu, 2 Sep 2021 06:11:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-09-09 05:36:28.335225
• Title: A Multi-view Multi-task Learning Framework for Multi-variate Time Series Forecasting
• Title（参考訳）: 多変量時系列予測のためのマルチビューマルチタスク学習フレームワーク
• Authors: Jinliang Deng, Xiusi Chen, Renhe Jiang, Xuan Song, Ivor W. Tsang
• Abstract要約: MTS予測のための新しいマルチビューマルチタスク(MVMT)学習フレームワークを提案する。 MVMT情報は、MTSデータに深く隠され、モデルが自然にそれをキャプチャすることを妨げる。 タスクワイドアフィン変換とタスクワイド正規化という,2種類の基本操作をそれぞれ開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.061275727906256
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-variate time series (MTS) data is a ubiquitous class of data abstraction in the real world. Any instance of MTS is generated from a hybrid dynamical system and their specific dynamics are usually unknown. The hybrid nature of such a dynamical system is a result of complex external attributes, such as geographic location and time of day, each of which can be categorized into either spatial attributes or temporal attributes. Therefore, there are two fundamental views which can be used to analyze MTS data, namely the spatial view and the temporal view. Moreover, from each of these two views, we can partition the set of data samples of MTS into disjoint forecasting tasks in accordance with their associated attribute values. Then, samples of the same task will manifest similar forthcoming pattern, which is less sophisticated to be predicted in comparison with the original single-view setting. Considering this insight, we propose a novel multi-view multi-task (MVMT) learning framework for MTS forecasting. Instead of being explicitly presented in most scenarios, MVMT information is deeply concealed in the MTS data, which severely hinders the model from capturing it naturally. To this end, we develop two kinds of basic operations, namely task-wise affine transformation and task-wise normalization, respectively. Applying these two operations with prior knowledge on the spatial and temporal view allows the model to adaptively extract MVMT information while predicting. Extensive experiments on three datasets are conducted to illustrate that canonical architectures can be greatly enhanced by the MVMT learning framework in terms of both effectiveness and efficiency. In addition, we design rich case studies to reveal the properties of representations produced at different phases in the entire prediction procedure.
• Abstract（参考訳）: MTS(Multi-variate Time Series)データは、現実世界におけるデータ抽象化のユビキタスクラスである。 MTSの任意のインスタンスはハイブリッド力学系から生成され、その特定のダイナミクスは通常不明である。 このような力学系のハイブリッドな性質は、地理的な位置や日時といった複雑な外的属性の結果であり、それぞれの属性は空間的属性または時間的属性に分類できる。 したがって、MSSデータ、すなわち空間ビューと時間ビューを分析するために使用できる2つの基本的なビューがある。 さらに,これら2つのビューのそれぞれから,MSSのデータサンプルの集合を,それらの属性値に応じて不整合予測タスクに分割することができる。 そして、同じタスクのサンプルが、同じパターンを示す。これは、元のシングルビュー設定と比較して予測されるほど洗練されていない。 そこで本研究では,MTS予測のための新しいマルチビューマルチタスク(MVMT)学習フレームワークを提案する。 ほとんどのシナリオで明示的に提示される代わりに、mvmt情報はmtsデータに深く隠蔽され、モデルがそれを自然に捉えるのを著しく妨げます。 この目的のために,タスクワイドアフィン変換とタスクワイド正規化という2種類の基本演算を開発した。 これら2つの操作と事前知識を空間的および時間的視点に適用することにより、予測中にMVMT情報を適応的に抽出することができる。 3つのデータセットの大規模な実験を行い、MVMT学習フレームワークにより、有効性と効率の両面において、標準的アーキテクチャが大幅に向上可能であることを示す。 さらに,予測手順全体の異なるフェーズで生成される表現の特性を明らかにするために,リッチケーススタディを設計した。

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