論文の概要: Generative Pretrained Hierarchical Transformer for Time Series Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16516v2
- Date: Tue, 18 Jun 2024 02:09:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-20 04:05:40.157810
- Title: Generative Pretrained Hierarchical Transformer for Time Series Forecasting
- Title(参考訳): 時系列予測のための事前学習型階層変換器
- Authors: Zhiding Liu, Jiqian Yang, Mingyue Cheng, Yucong Luo, Zhi Li,
- Abstract要約: 予測のための新しい生成事前学習型階層型トランスフォーマーアーキテクチャ,textbfGPHTを提案する。
主流の自己教師付き事前学習モデルと教師付きモデルを用いて,8つのデータセット上で十分な実験を行う。
その結果、GPHTは、従来の長期予測タスクにおいて、様々な微調整およびゼロ/フェーショット学習設定のベースラインモデルを上回ることを示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.739587363053192
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent efforts have been dedicated to enhancing time series forecasting accuracy by introducing advanced network architectures and self-supervised pretraining strategies. Nevertheless, existing approaches still exhibit two critical drawbacks. Firstly, these methods often rely on a single dataset for training, limiting the model's generalizability due to the restricted scale of the training data. Secondly, the one-step generation schema is widely followed, which necessitates a customized forecasting head and overlooks the temporal dependencies in the output series, and also leads to increased training costs under different horizon length settings. To address these issues, we propose a novel generative pretrained hierarchical transformer architecture for forecasting, named \textbf{GPHT}. There are two aspects of key designs in GPHT. On the one hand, we advocate for constructing a mixed dataset under the channel-independent assumption for pretraining our model, comprising various datasets from diverse data scenarios. This approach significantly expands the scale of training data, allowing our model to uncover commonalities in time series data and facilitating improved transfer to specific datasets. On the other hand, GPHT employs an auto-regressive forecasting approach, effectively modeling temporal dependencies in the output series. Importantly, no customized forecasting head is required, enabling \textit{a single model to forecast at arbitrary horizon settings.} We conduct sufficient experiments on eight datasets with mainstream self-supervised pretraining models and supervised models. The results demonstrated that GPHT surpasses the baseline models across various fine-tuning and zero/few-shot learning settings in the traditional long-term forecasting task. We make our codes publicly available\footnote{https://github.com/icantnamemyself/GPHT}.
- Abstract(参考訳): 近年,先進的なネットワークアーキテクチャと自己教師型事前学習戦略を導入し,時系列予測の精度向上に努めている。
それでも、既存のアプローチには2つの重大な欠点がある。
第一に、これらの手法はトレーニングのための単一のデータセットに依存することが多く、トレーニングデータの制限されたスケールのためにモデルの一般化性を制限する。
第2に、カスタマイズされた予測ヘッドを必要とし、出力シリーズの時間的依存関係を無視するワンステップ生成スキーマが広く採用され、また、異なる水平長設定下でのトレーニングコストが増大する。
これらの問題に対処するために, 予測のための新しい生成事前学習型階層型トランスフォーマーアーキテクチャ, \textbf{GPHT} を提案する。
GPHTのキーデザインには2つの側面がある。
一方,チャネルに依存しない前提の下で混合データセットの構築を提唱し,多様なデータシナリオから様々なデータセットを抽出する。
このアプローチは、トレーニングデータの規模を大幅に拡大し、時系列データにおける共通点を明らかにするとともに、特定のデータセットへの改善された転送を容易にする。
一方、GPHTは自動回帰予測手法を採用し、出力系列の時間依存性を効果的にモデル化する。
重要なことは、カスタマイズされた予測ヘッドは不要であり、任意の水平方向設定で \textit{a 単一モデルを予測できる。
} 本研究は,主流の自己教師付き事前学習モデルと教師付きモデルを用いて,8つのデータセット上で十分な実験を行う。
その結果、GPHTは、従来の長期予測タスクにおいて、様々な微調整およびゼロ/フェーショット学習設定のベースラインモデルを上回ることを示した。
私たちはコードを公開する。footnote{https://github.com/icantnamemyself/GPHT}。
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