論文の概要: Merlin: Multi-View Representation Learning for Robust Multivariate Time Series Forecasting with Unfixed Missing Rates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.12459v1
- Date: Sat, 14 Jun 2025 11:55:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-17 17:28:46.211752
- Title: Merlin: Multi-View Representation Learning for Robust Multivariate Time Series Forecasting with Unfixed Missing Rates
- Title(参考訳): Merlin: 未修正のミス率を持つロバストな多変量時系列予測のためのマルチビュー表現学習
- Authors: Chengqing Yu, Fei Wang, Chuanguang Yang, Zezhi Shao, Tao Sun, Tangwen Qian, Wei Wei, Zhulin An, Yongjun Xu,
- Abstract要約: 本稿では,既存のモデルが不完全観測と不完全観測のセマンティックアライメントを達成するのに役立つマルチビュー表現学習(Merlin)を提案する。
Merlinは、予測精度を保ちながら、未固定の欠落率に対して既存のモデルの堅牢性を効果的に強化することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 27.758665158820598
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multivariate Time Series Forecasting (MTSF) involves predicting future values of multiple interrelated time series. Recently, deep learning-based MTSF models have gained significant attention for their promising ability to mine semantics (global and local information) within MTS data. However, these models are pervasively susceptible to missing values caused by malfunctioning data collectors. These missing values not only disrupt the semantics of MTS, but their distribution also changes over time. Nevertheless, existing models lack robustness to such issues, leading to suboptimal forecasting performance. To this end, in this paper, we propose Multi-View Representation Learning (Merlin), which can help existing models achieve semantic alignment between incomplete observations with different missing rates and complete observations in MTS. Specifically, Merlin consists of two key modules: offline knowledge distillation and multi-view contrastive learning. The former utilizes a teacher model to guide a student model in mining semantics from incomplete observations, similar to those obtainable from complete observations. The latter improves the student model's robustness by learning from positive/negative data pairs constructed from incomplete observations with different missing rates, ensuring semantic alignment across different missing rates. Therefore, Merlin is capable of effectively enhancing the robustness of existing models against unfixed missing rates while preserving forecasting accuracy. Experiments on four real-world datasets demonstrate the superiority of Merlin.
- Abstract(参考訳): 多変量時系列予測(MTSF)は、複数の関連する時系列の将来の値を予測する。
近年、深層学習に基づくMTSFモデルは、MSSデータ内にセマンティクス(グローバルおよびローカル情報)をマイニングする有望な能力で大きな注目を集めている。
しかし、これらのモデルは、誤動作するデータコレクターによって生じる欠落した値に広く影響を受けやすい。
これらの欠落した値は、TSのセマンティクスを損なうだけでなく、時間とともにその分布も変化する。
それでも、既存のモデルはそのような問題に対して堅牢性に欠けており、最適以下の予測性能につながった。
そこで本論文では,Merlin(マルチビュー表現学習)を提案する。Merlin(マルチビュー表現学習)は,MTSにおける不完全観測と不完全観測のセマンティックアライメントを実現する。
具体的には、Merlinはオフライン知識蒸留とマルチビューコントラスト学習という2つの重要なモジュールで構成されている。
前者は教師モデルを用いて、完全な観察から得られるものと同様に、不完全な観察からマイニングセマンティクスの学生モデルを導く。
後者は学生モデルのロバスト性を改善するため、不完全な観察から異なる欠落率で構築された正/負のデータペアから学習し、異なる欠落率でセマンティックアライメントを確保する。
したがって、マーリンは予測精度を保ちながら、未固定の失効率に対して既存のモデルの堅牢性を効果的に強化することができる。
4つの実世界のデータセットの実験は、Merlinの優位性を示している。
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