論文の概要: Hierarchical State Space Models for Continuous Sequence-to-Sequence
Modeling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.10211v1
- Date: Thu, 15 Feb 2024 18:59:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-16 14:14:10.202897
- Title: Hierarchical State Space Models for Continuous Sequence-to-Sequence
Modeling
- Title(参考訳): 連続列列列モデリングのための階層的状態空間モデル
- Authors: Raunaq Bhirangi, Chenyu Wang, Venkatesh Pattabiraman, Carmel Majidi,
Abhinav Gupta, Tess Hellebrekers, Lerrel Pinto
- Abstract要約: 階層的状態空間モデル(HiSS)は概念的にシンプルで,連続的な逐次予測のための新しい手法である。
HiSSスタックは、時間階層を生成するために、互いに上にステートスペースモデルを構造化する。
HiSSは、因果変換器、LSTM、S4、Mambaといった最先端のシーケンスモデルをMSEで少なくとも23%上回っている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 33.1446750835764
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reasoning from sequences of raw sensory data is a ubiquitous problem across
fields ranging from medical devices to robotics. These problems often involve
using long sequences of raw sensor data (e.g. magnetometers, piezoresistors) to
predict sequences of desirable physical quantities (e.g. force, inertial
measurements). While classical approaches are powerful for locally-linear
prediction problems, they often fall short when using real-world sensors. These
sensors are typically non-linear, are affected by extraneous variables (e.g.
vibration), and exhibit data-dependent drift. For many problems, the prediction
task is exacerbated by small labeled datasets since obtaining ground-truth
labels requires expensive equipment. In this work, we present Hierarchical
State-Space Models (HiSS), a conceptually simple, new technique for continuous
sequential prediction. HiSS stacks structured state-space models on top of each
other to create a temporal hierarchy. Across six real-world sensor datasets,
from tactile-based state prediction to accelerometer-based inertial
measurement, HiSS outperforms state-of-the-art sequence models such as causal
Transformers, LSTMs, S4, and Mamba by at least 23% on MSE. Our experiments
further indicate that HiSS demonstrates efficient scaling to smaller datasets
and is compatible with existing data-filtering techniques. Code, datasets and
videos can be found on https://hiss-csp.github.io.
- Abstract(参考訳): 生の感覚データのシーケンスから推論することは、医療機器からロボットまで、あらゆる分野にまたがるユビキタスな問題である。
これらの問題はしばしば、望ましい物理量のシーケンス(例えば力、慣性測定)を予測するために、センサーデータの長いシーケンス(例えば磁力計、ピエゾ抵抗器)を使用する。
古典的アプローチは局所線形予測問題に対して強力であるが、現実世界のセンサーを使う場合には不足することが多い。
これらのセンサーは一般的に非線形であり、外部変数(例えば振動)に影響され、データ依存ドリフトを示す。
多くの問題に対して、地上ラベルを取得するには高価な機器が必要であるため、小さなラベル付きデータセットによって予測タスクが悪化する。
本研究では,階層型状態空間モデル(HiSS)を提案する。
HiSSスタックは、時間階層を生成するために、互いに上にステートスペースモデルを構造化する。
触覚に基づく状態予測から加速度計による慣性測定に至るまで、現実世界の6つのセンサデータセットにわたって、HiSSは、因果変換器、LSTM、S4、Mambaといった最先端のシーケンスモデルを、MSEで少なくとも23%上回っている。
我々の実験は、HiSSがより小さなデータセットへの効率的なスケーリングを示し、既存のデータフィルタリング技術と互換性があることを示唆している。
コード、データセット、ビデオはhttps://hiss-csp.github.ioで見ることができる。
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