論文の概要: Flow-based Conformal Prediction for Multi-dimensional Time Series
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.05709v1
- Date: Sat, 08 Feb 2025 22:04:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:35:13.892811
- Title: Flow-based Conformal Prediction for Multi-dimensional Time Series
- Title(参考訳): 多次元時系列のフローベース等角予測
- Authors: Junghwan Lee, Chen Xu, Yao Xie,
- Abstract要約: 本稿では,トランスフォーマーと正規化フローを統合することで,2つの課題に対処する新しい共形予測手法を提案する。
トランスフォーマーは時系列の歴史的文脈を符号化し、正規化フローは、ベース分布から符号化された歴史的文脈に基づいて条件付けられた非整合性のスコアの分布への変換を学習する。
提案手法は,シミュレーションおよび実世界の時系列データセットを用いた包括的実験により,所望のカバレッジを満足しながら,ベースラインと比較して予測領域が小さいことを実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.900139803164372
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- Abstract: Conformal prediction for time series presents two key challenges: (1) leveraging sequential correlations in features and non-conformity scores and (2) handling multi-dimensional outcomes. We propose a novel conformal prediction method to address these two key challenges by integrating Transformer and Normalizing Flow. Specifically, the Transformer encodes the historical context of time series, and normalizing flow learns the transformation from the base distribution to the distribution of non-conformity scores conditioned on the encoded historical context. This enables the construction of prediction regions by transforming samples from the base distribution using the learned conditional flow. We ensure the marginal coverage by defining the prediction regions as sets in the transformed space that correspond to a predefined probability mass in the base distribution. The model is trained end-to-end by Flow Matching, avoiding the need for computationally intensive numerical solutions of ordinary differential equations. We demonstrate that our proposed method achieves smaller prediction regions compared to the baselines while satisfying the desired coverage through comprehensive experiments using simulated and real-world time series datasets.
- Abstract(参考訳): 時系列のコンフォーマルな予測は,(1)特徴量と非整合性スコアの逐次相関を活用すること,(2)多次元結果を扱うこと,の2つの重要な課題を提示する。
本稿では,トランスフォーマーと正規化フローを統合することで,これらの2つの課題に対処する新しい共形予測手法を提案する。
具体的には、トランスフォーマーは時系列の歴史的文脈を符号化し、正規化フローは、ベース分布から、符号化された歴史的文脈に基づいて条件付けられた非整合スコアの分布への変換を学習する。
これにより、学習条件流を用いてサンプルをベース分布から変換することで予測領域を構築することができる。
我々は、予測領域を、基底分布の予め定義された確率質量に対応する変換空間の集合として定義することにより、限界被覆を確保する。
このモデルはフローマッチングによってエンドツーエンドに訓練され、通常の微分方程式の計算集約的な数値解を必要としない。
提案手法は,シミュレーションおよび実世界の時系列データセットを用いた包括的実験により,所望のカバレッジを満足しながら,ベースラインと比較して予測領域が小さいことを実証する。
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