論文の概要: PrismFlow: Residual Dynamics for Flow Matching in Time-Series Generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.28867v1
- Date: Fri, 22 May 2026 07:10:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-30 02:45:54.936899
- Title: PrismFlow: Residual Dynamics for Flow Matching in Time-Series Generation
- Title(参考訳): PrismFlow: 時系列生成におけるフローマッチングのための残留ダイナミクス
- Authors: Junru Zhang, Lang Feng, Jinbo Wang, Xu Guo, Yucheng Wang, Han Yu, Min Wu, Yabo Dong, Duanqing Xu,
- Abstract要約: フローマッチングは拡散モデルに代わる効率的な代替手段を提供するが、現実的な実装は典型的には単一の有限容量大域ベクトル場推定器に依存する。
したがって、標準$ell$ベロシティマッチング目標で訓練されたモノリシックな推定器は、局所輸送場の過度に滑らかな近似を学ぶことができる。
この推定器レベルの滑らか化は分枝特異的なダイナミクスとなり、スペクトル歪みとモードカバレッジが低下する。
クープマンにインスパイアされた動的専門家による新しいFM手法であるPrismFlowを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 24.703364668945543
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Generating high-quality time-series data is challenging because real-world signals often exhibit multimodal patterns and multiscale dynamics, including oscillations and high-frequency variations. Flow Matching (FM) offers an efficient alternative to diffusion models, but practical implementations typically rely on a single finite-capacity global vector-field estimator. In such heterogeneous temporal distributions, distinct regimes may pass through nearby flow states while requiring incompatible conditional velocities. A monolithic estimator trained with the standard $\ell_2$ velocity-matching objective may therefore learn an overly smoothed approximation of the local transport field. This estimator-level smoothing can attenuate branch-specific dynamics, leading to spectral distortion and poor mode coverage. To address this, we propose PrismFlow, a new FM method with Koopman-inspired dynamical experts. Each expert learns residual corrections in a latent space where local nonlinear temporal evolution can be approximated by linear transitions. We further propose a confidence-aware Winner-Take-All (WTA) objective that updates only the expert best aligned with each sample while masking gradients to the others, encouraging mode-specific specialization. During sampling, the selected expert adds a residual dynamical correction to the global transport field, preserving FM stability while recovering fine-grained and high-frequency temporal structures. Across various benchmarks, PrismFlow effectively mitigates the spectral contraction in standard FM and achieves state-of-the-art performance, with a 15.6% gain in Context-FID and a 38.6% improvement in Discriminative Score, while remaining robust in low-data settings and effective for forecasting and imputation.
- Abstract(参考訳): 実世界の信号は、振動や高周波変動を含むマルチモーダルパターンやマルチスケールダイナミックスを示すことが多いため、高品質な時系列データの生成は困難である。
Flow Matching (FM) は拡散モデルの効率的な代替手段を提供するが、現実的な実装は一般に単一の有限容量大域ベクトル場推定器に依存する。
このような異種時間分布では、異なる状態が非互換な条件速度を必要としながら、近くの流れ状態を通過することがある。
したがって、標準の$\ell_2$ベロシティマッチング目標で訓練されたモノリシックな推定器は、局所輸送場の過度に滑らかな近似を学ぶことができる。
この推定器レベルの平滑化は、分枝特異的なダイナミクスを減衰させ、スペクトル歪みとモードカバレッジを低下させる。
そこで我々は,Koopmanにインスパイアされた動的専門家による新しいFM手法であるPrismFlowを提案する。
各専門家は、局所的な非線形時間進化が線形遷移によって近似できる潜在空間で残留補正を学習する。
さらに、各サンプルに最も適した専門家のみを更新し、他のサンプルに勾配を隠蔽し、モード固有の特殊化を奨励する信頼性の高いWinner-Take-All (WTA) 目標を提案する。
サンプリング中、選択された専門家は、大域輸送場に残留力学補正を加え、微細な時間構造と高周波構造を回復しながらFM安定性を保った。
様々なベンチマークにおいて、PrismFlowは標準FMのスペクトル収縮を効果的に軽減し、最先端のパフォーマンスを実現し、Context-FIDは15.6%、差別スコアは38.6%向上した。
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