論文の概要: An Extended Kalman Filter Integrated Latent Feature Model on Dynamic Weighted Directed Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21376v1
- Date: Wed, 31 Jul 2024 06:57:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-01 18:32:01.733439
- Title: An Extended Kalman Filter Integrated Latent Feature Model on Dynamic Weighted Directed Graphs
- Title(参考訳): 動的重み付きグラフ上の拡張カルマンフィルタ統合潜在特徴モデル
- Authors: Hongxun Zhou, Xiangyu Chen, Ye Yuan,
- Abstract要約: 動的重み付き有向グラフ(DWDG)は、様々なアプリケーションシナリオでよく見られる。
既存のアプローチのほとんどは、純粋にデータ駆動の観点から、DWDGに隠された複雑な時間パターンを探索する。
本研究は,DWDGをモデル駆動の観点から表現するための拡張カルマン・フィルター包含潜在特徴(EKLF)モデルを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.531540781874368
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A dynamic weighted directed graph (DWDG) is commonly encountered in various application scenarios. It involves extensive dynamic interactions among numerous nodes. Most existing approaches explore the intricate temporal patterns hidden in a DWDG from the purely data-driven perspective, which suffers from accuracy loss when a DWDG exhibits strong fluctuations over time. To address this issue, this study proposes a novel Extended-Kalman-Filter-Incorporated Latent Feature (EKLF) model to represent a DWDG from the model-driven perspective. Its main idea is divided into the following two-fold ideas: a) adopting a control model, i.e., the Extended Kalman Filter (EKF), to track the complex temporal patterns precisely with its nonlinear state-transition and observation functions; and b) introducing an alternating least squares (ALS) algorithm to train the latent features (LFs) alternatively for precisely representing a DWDG. Empirical studies on DWDG datasets demonstrate that the proposed EKLF model outperforms state-of-the-art models in prediction accuracy and computational efficiency for missing edge weights of a DWDG. It unveils the potential for precisely representing a DWDG by incorporating a control model.
- Abstract(参考訳): 動的重み付き有向グラフ(DWDG)は、様々なアプリケーションシナリオでよく見られる。
多数のノード間の広範な動的相互作用を含む。
既存のほとんどのアプローチでは、DWDGに隠された複雑な時間パターンを純粋にデータ駆動の観点から探索し、DWDGが時間とともに強い変動を示すと精度が低下する。
そこで本研究では,DWDGをモデル駆動の観点から表現するための,拡張カルマン・フィルター内包潜在特徴(EKLF)モデルを提案する。
主な考え方は以下の2つに分かれている。
a) 制御モデル、すなわち拡張カルマンフィルタ(EKF)を採用して、複素時間パターンをその非線形状態遷移及び観測関数で正確に追跡すること。
b) DWDGを正確に表すために、代わりに潜伏特徴(LF)を訓練するための交互最小二乗法(ALS)アルゴリズムを導入すること。
DWDGデータセットに関する実証的研究により、提案したEKLFモデルは、DWDGのエッジウェイト不足に対する予測精度と計算効率において、最先端のモデルよりも優れていることを示した。
制御モデルを組み込むことでDWDGを正確に表現する可能性を明らかにする。
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