論文の概要: A Plug-and-Play Bregman ADMM Module for Inferring Event Branches in Temporal Point Processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.04529v1
• Date: Wed, 08 Jan 2025 14:21:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-09 14:55:25.430859
• Title: A Plug-and-Play Bregman ADMM Module for Inferring Event Branches in Temporal Point Processes
• Title（参考訳）: 時間点過程におけるイベント分岐推定のためのプラグアンドプレイBregman ADMMモジュール
• Authors: Qingmei Wang, Yuxin Wu, Yujie Long, Jing Huang, Fengyuan Ran, Bing Su, Hongteng Xu,
• Abstract要約: 本稿では,Bregman ADMM (BADMM) アルゴリズムに基づく新しいプラグアンドプレイモジュールを設計する。 BADMMモジュールは、時間的ポイントプロセスの最大推定フレームワークにおいて、イベントシーケンスに関連するイベントブランチを推論する。 合成データと実世界のデータの両方の実験では、既存のTPPモデルと学習パラダイムにBADMMモジュールを組み込むことで、モデルのパフォーマンスが向上することが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.178550564382075
• License:
• Abstract: An event sequence generated by a temporal point process is often associated with a hidden and structured event branching process that captures the triggering relations between its historical and current events. In this study, we design a new plug-and-play module based on the Bregman ADMM (BADMM) algorithm, which infers event branches associated with event sequences in the maximum likelihood estimation framework of temporal point processes (TPPs). Specifically, we formulate the inference of event branches as an optimization problem for the event transition matrix under sparse and low-rank constraints, which is embedded in existing TPP models or their learning paradigms. We can implement this optimization problem based on subspace clustering and sparse group-lasso, respectively, and solve it using the Bregman ADMM algorithm, whose unrolling leads to the proposed BADMM module. When learning a classic TPP (e.g., Hawkes process) by the expectation-maximization algorithm, the BADMM module helps derive structured responsibility matrices in the E-step. Similarly, the BADMM module helps derive low-rank and sparse attention maps for the neural TPPs with self-attention layers. The structured responsibility matrices and attention maps, which work as learned event transition matrices, indicate event branches, e.g., inferring isolated events and those key events triggering many subsequent events. Experiments on both synthetic and real-world data show that plugging our BADMM module into existing TPP models and learning paradigms can improve model performance and provide us with interpretable structured event branches. The code is available at \url{https://github.com/qingmeiwangdaily/BADMM_TPP}.
• Abstract（参考訳）: 時間的ポイントプロセスによって生成されたイベントシーケンスは、しばしば、その歴史的および現在のイベント間のトリガー関係をキャプチャする隠れた、構造化されたイベント分岐プロセスに関連付けられる。 本研究では,Bregman ADMM (BADMM) アルゴリズムに基づく新たなプラグイン・アンド・プレイ・モジュールを設計し,時間点プロセス(TPP)の最大推定フレームワークにおけるイベントシーケンスに関連するイベント分岐を推定する。 具体的には、既存のTPPモデルや学習パラダイムに埋め込まれたスパース制約および低ランク制約の下でのイベント遷移行列の最適化問題としてイベント分岐の推論を定式化する。 本稿では,サブスペースクラスタリングとスパースグループラッソに基づく最適化問題をそれぞれ実装し,Bregman ADMMアルゴリズムを用いて解く。 期待最大化アルゴリズムにより古典的TPP(例えばホークス過程)を学習すると、BADMMモジュールはEステップにおける構造的責任行列の導出を支援する。 同様に、BADMMモジュールは、自己注意層を持つ神経性TPPに対して、低ランクでスパースな注意マップを導出するのに役立つ。 学習したイベント遷移行列として機能する構造化された責任行列とアテンションマップは、イベントブランチ、例えば、独立したイベントを推論し、その後に続くイベントをトリガーする重要なイベントを示す。 合成データと実世界のデータの両方の実験により、既存のTPPモデルと学習パラダイムにBADMMモジュールを組み込むことで、モデルのパフォーマンスが向上し、解釈可能な構造化イベントブランチが提供されることが示された。 コードは \url{https://github.com/qingmeiwangdaily/BADMM_TPP} で公開されている。

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