論文の概要: Koopman Neural Forecaster for Time Series with Temporal Distribution Shifts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03675v2
• Date: Mon, 10 Oct 2022 16:43:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-10-11 11:51:27.645496
• Title: Koopman Neural Forecaster for Time Series with Temporal Distribution Shifts
• Title（参考訳）: 時間分布シフトを有する時系列のkoopmanニューラル予測器
• Authors: Rui Wang, Yihe Dong, Sercan \"O. Arik, Rose Yu
• Abstract要約: 時系列予測のためのクープマン理論に基づく新しいディープシーケンスモデルを提案する。 クープマンニューラルフォアキャスター (KNF) は、線形クープマン空間と選択された測定関数の係数を学習する。 我々は、KNFが複数の時系列データセットにおいて、代替よりも優れた性能を達成できることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.95428146824254
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Temporal distributional shifts, with underlying dynamics changing over time, frequently occur in real-world time series, and pose a fundamental challenge for deep neural networks (DNNs). In this paper, we propose a novel deep sequence model based on the Koopman theory for time series forecasting: Koopman Neural Forecaster (KNF) that leverages DNNs to learn the linear Koopman space and the coefficients of chosen measurement functions. KNF imposes appropriate inductive biases for improved robustness against distributional shifts, employing both a global operator to learn shared characteristics, and a local operator to capture changing dynamics, as well as a specially-designed feedback loop to continuously update the learnt operators over time for rapidly varying behaviors. To the best of our knowledge, this is the first time that Koopman theory is applied to real-world chaotic time series without known governing laws. We demonstrate that KNF achieves the superior performance compared to the alternatives, on multiple time series datasets that are shown to suffer from distribution shifts.
• Abstract（参考訳）: 時間的変動に基づく時間的分散シフトは、実世界の時系列で頻繁に発生し、ディープニューラルネットワーク(DNN)に根本的な課題をもたらす。 本稿では, 時系列予測のためのクープマン理論に基づく新しいディープシークエンスモデルを提案する: 線形クープマン空間と選択された測定関数の係数を学習するためにDNNを利用するクープマンニューラルフォアキャスタ(KNF)。 knfは、分散シフトに対するロバスト性を改善するために適切な帰納的バイアスを課し、共有特性を学習するためのグローバルオペレータと、変化するダイナミクスをキャプチャするローカルオペレータの両方と、急速に変化する行動のために学習演算子を継続的に更新する特別に設計されたフィードバックループを使用する。 我々の知る限りでは、クープマン理論が既知の統治法則のない実世界のカオス時系列に適用されたのはこれが初めてである。 我々は、KNFが、分散シフトに悩まされていることを示す複数の時系列データセットにおいて、代替よりも優れた性能を達成することを示した。

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