論文の概要: M$^2$FMoE: Multi-Resolution Multi-View Frequency Mixture-of-Experts for Extreme-Adaptive Time Series Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.08631v1
- Date: Tue, 13 Jan 2026 15:05:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-14 18:27:19.251918
- Title: M$^2$FMoE: Multi-Resolution Multi-View Frequency Mixture-of-Experts for Extreme-Adaptive Time Series Forecasting
- Title(参考訳): M$^2$FMoE:超適応時系列予測のためのマルチリゾリューションマルチビュー周波数混合器
- Authors: Yaohui Huang, Runmin Zou, Yun Wang, Laeeq Aslam, Ruipeng Dong,
- Abstract要約: M$2$FMoEは、マルチレゾリューションとマルチビューの周波数モデリングにより、正規パターンと極端なパターンの両方を学ぶ。
極端なパターンを持つ実世界の水文科学データセットの実験は、M$2$FMoEが最先端のベースラインを上回っていることを示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.89383702832204
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Forecasting time series with extreme events is critical yet challenging due to their high variance, irregular dynamics, and sparse but high-impact nature. While existing methods excel in modeling dominant regular patterns, their performance degrades significantly during extreme events, constituting the primary source of forecasting errors in real-world applications. Although some approaches incorporate auxiliary signals to improve performance, they still fail to capture extreme events' complex temporal dynamics. To address these limitations, we propose M$^2$FMoE, an extreme-adaptive forecasting model that learns both regular and extreme patterns through multi-resolution and multi-view frequency modeling. It comprises three modules: (1) a multi-view frequency mixture-of-experts module assigns experts to distinct spectral bands in Fourier and Wavelet domains, with cross-view shared band splitter aligning frequency partitions and enabling inter-expert collaboration to capture both dominant and rare fluctuations; (2) a multi-resolution adaptive fusion module that hierarchically aggregates frequency features from coarse to fine resolutions, enhancing sensitivity to both short-term variations and sudden changes; (3) a temporal gating integration module that dynamically balances long-term trends and short-term frequency-aware features, improving adaptability to both regular and extreme temporal patterns. Experiments on real-world hydrological datasets with extreme patterns demonstrate that M$^2$FMoE outperforms state-of-the-art baselines without requiring extreme-event labels.
- Abstract(参考訳): 極端な事象を伴う予測時系列は、その高いばらつき、不規則な力学、スパースだが高影響の性質のため、非常に難しい。
既存の手法は支配的な規則パターンをモデル化する上で優れているが、その性能は極端なイベントの間に著しく低下し、現実のアプリケーションにおける予測エラーの主な原因を構成する。
性能向上のために補助信号を含むアプローチもあるが、極端な事象の複雑な時間的ダイナミクスを捉えることに失敗している。
これらの制約に対処するために、M$^2$FMoEを提案する。これは、マルチレゾリューションとマルチビューの周波数モデリングにより、正規パターンと極端なパターンの両方を学習する極適応予測モデルである。
本モジュールは,(1)Fourier と Wavelet ドメインの異なるスペクトル帯域に専門家を割り当てる多視点周波数混合モジュール,(2) 周波数分割を整合させたクロスビュー共有バンドスプリッタ,(2) 周波数特性を階層的に階層的に集約する多次元適応核融合モジュール,(3) 短期変動と急激な変化の両方に対する感度を高める,(3) 長期トレンドと短期周波数認識の特徴を動的にバランスさせる時間的ゲーティング統合モジュール,の3つのモジュールから構成される。
極端なパターンを持つ実世界の水文科学データセットの実験は、M$^2$FMoEが極端に異常なラベルを必要とせず、最先端のベースラインより優れていることを示した。
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