論文の概要: Multivariate Probabilistic Time Series Forecasting with Correlated Errors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.01000v4
• Date: Thu, 07 Nov 2024 21:38:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-11 18:11:16.449986
• Title: Multivariate Probabilistic Time Series Forecasting with Correlated Errors
• Title（参考訳）: 相関誤差を用いた多変量確率時系列予測
• Authors: Vincent Zhihao Zheng, Lijun Sun,
• Abstract要約: 本稿では,自動回帰モデルのための複数ステップでエラーの共分散構造を学習するプラグイン・アンド・プレイ手法を提案する。 RNNとTransformerアーキテクチャ上に構築された確率モデルについて,本手法の評価を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.212396544233307
• License:
• Abstract: Accurately modeling the correlation structure of errors is critical for reliable uncertainty quantification in probabilistic time series forecasting. While recent deep learning models for multivariate time series have developed efficient parameterizations for time-varying contemporaneous covariance, but they often assume temporal independence of errors for simplicity. However, real-world data often exhibit significant error autocorrelation and cross-lag correlation due to factors such as missing covariates. In this paper, we introduce a plug-and-play method that learns the covariance structure of errors over multiple steps for autoregressive models with Gaussian-distributed errors. To ensure scalable inference and computational efficiency, we model the contemporaneous covariance using a low-rank-plus-diagonal parameterization and capture cross-covariance through a group of independent latent temporal processes. The learned covariance matrix is then used to calibrate predictions based on observed residuals. We evaluate our method on probabilistic models built on RNNs and Transformer architectures, and the results confirm the effectiveness of our approach in improving predictive accuracy and uncertainty quantification without significantly increasing the parameter size.
• Abstract（参考訳）: 誤差の相関構造を正確にモデル化することは、確率的時系列予測における確実な不確実性定量化にとって重要である。 近年の多変量時系列の深層学習モデルでは時間変化の同時共分散に対する効率的なパラメータ化が開発されているが、単純さのためにエラーの時間的独立性を仮定することが多い。 しかし,実世界のデータは,共変量不足などの要因により,大きな誤差自己相関とクロスラグ相関を示すことが多い。 本稿では,ガウス分布誤差を持つ自己回帰モデルに対して,複数ステップにわたる誤差の共分散構造を学習するプラグイン・アンド・プレイ手法を提案する。 スケーラブルな推論と計算効率を確保するために、低ランク+対角パラメーター化を用いて同時共分散をモデル化し、独立な潜時過程の群を通じて相互共分散を捕捉する。 学習された共分散行列は、観測された残差に基づいて予測を校正するために使用される。 提案手法は, RNN と Transformer アーキテクチャ上に構築された確率モデルを用いて評価し, パラメータサイズを著しく増大させることなく, 予測精度と不確実性定量化を改善する手法の有効性を検証した。

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