論文の概要: Towards Learning in Grey Spatiotemporal Systems: A Prophet to
Non-consecutive Spatiotemporal Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.08878v1
- Date: Wed, 17 Aug 2022 14:59:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-08-19 13:11:54.002025
- Title: Towards Learning in Grey Spatiotemporal Systems: A Prophet to
Non-consecutive Spatiotemporal Dynamics
- Title(参考訳): 灰色時空間系の学習に向けて:非連続時空間ダイナミクスの予言
- Authors: Zhengyang Zhou, Yang Kuo, Wei Sun, Binwu Wang, Min Zhou, Yunan Zong,
Yang Wang
- Abstract要約: G2S(Grey Stemporal Systems)のための因子分離学習フレームワークを提案する。
中心となる考え方は、階層的に複数の要素を分離し、フレキシブルアグリゲーションと不確実性推定の両方を可能にすることである。
分散量子化(Disangled Quantification)は、信頼性保証とモデル解釈のための2種類の不確実性を特定するために提案される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.028527069935732
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spatiotemporal forecasting is an imperative topic in data science due to its
diverse and critical applications in smart cities. Existing works mostly
perform consecutive predictions of following steps with observations completely
and continuously obtained, where nearest observations can be exploited as key
knowledge for instantaneous status estimation. However, the practical issues of
early activity planning and sensor failures elicit a brand-new task, i.e.,
non-consecutive forecasting. In this paper, we define spatiotemporal learning
systems with missing observation as Grey Spatiotemporal Systems (G2S) and
propose a Factor-Decoupled learning framework for G2S (FDG2S), where the core
idea is to hierarchically decouple multi-level factors and enable both flexible
aggregations and disentangled uncertainty estimations. Firstly, to compensate
for missing observations, a generic semantic-neighboring sequence sampling is
devised, which selects representative sequences to capture both periodical
regularity and instantaneous variations. Secondly, we turn the predictions of
non-consecutive statuses into inferring statuses under expected combined
exogenous factors. In particular, a factor-decoupled aggregation scheme is
proposed to decouple factor-induced predictive intensity and region-wise
proximity by two energy functions of conditional random field. To infer
region-wise proximity under flexible factor-wise combinations and enable
dynamic neighborhood aggregations, we further disentangle compounded influences
of exogenous factors on region-wise proximity and learn to aggregate them.
Given the inherent incompleteness and critical applications of G2S, a
DisEntangled Uncertainty Quantification is put forward, to identify two types
of uncertainty for reliability guarantees and model interpretations.
- Abstract(参考訳): 時空間予測は、スマートシティにおける多様かつ重要な応用のために、データサイエンスにおいて必須のトピックである。
既存の研究は主に、観察を完全かつ連続的に得た次のステップの連続的な予測を行い、最寄りの観測を瞬時状態推定の鍵となる知識として利用することができる。
しかし、早期活動計画とセンサ障害の実践的な問題は、新しいタスク、すなわち非連続的な予測を引き起こす。
本稿では,Grey Spatiotemporal Systems (G2S) を欠いた時空間学習システムを定義し,多段階要因を階層的に分離し,フレキシブルアグリゲーションと不整合性推定の両方を可能にする,G2S(FDG2S)のための因子分離学習フレームワークを提案する。
まず、欠落する観測を補償するために、周期的規則性と瞬時変動の両方を捉える代表配列を選択する汎用的な意味疎結合シーケンスサンプリングを考案する。
第2に,非包括的状態の予測を,予測された複合的外因的要因の下で推測する状態に変換する。
特に、条件付きランダム場の2つのエネルギー関数による因子誘起予測強度と領域ワイド近接を分離するために、因子分離凝集法を提案する。
フレキシブルな因子的結合下での領域的近接を推定し、動的近傍集約を可能にするため、さらに、領域的近接に対する外因的要因の影響を複雑化させ、それらを集約することを学ぶ。
G2Sの本質的な不完全性と重要な応用を考慮し、信頼性保証のための2種類の不確実性とモデル解釈を特定するために、DisEntangled Uncertainty Quantificationが提案される。
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