Probabilistic time-series forecasting requires models that simultaneously capture structured temporal dynamics, expressive uncertainty, and efficient inference, yet existing approaches fall short of this goal: latent dynamical models impose structure but rely on restrictive generation mechanisms, while modern generative methods such as diffusion and flow matching achieve flexibility at the cost of iterative and computationally expensive sampling. We introduce the Koopman Generative Operator (KGO), a probabilistic forecasting method that conceptualizes prediction as the evolution of structured uncertainty. KGO integrates three core components: (1) Koopman Patch Embedding (KoPE) for temporally consistent latent trajectory extrapolation; (2) Koopman Flow Matching (KoFM), which enables fast, single-step generation through a closed-form matrix exponential in a Koopman latent space, bypassing iterative sampling; and (3) an Adaptive Uncertainty Gate (AUG), which provides probabilistic forecasts by adapting uncertainty per-variable and per-horizon, corresponding to a learned decomposition of aleatoric uncertainty without manual tuning. By unifying these components, KGO achieves state-of-the-art accuracy on 13/17 ProbTS benchmarks in CRPS and 16/17 in NMAE. Further, by eliminating iterative sampling, KGO delivers at least a 25$\times$ reduction in inference time compared to iterative generative models. These results position KGO as a practical and principled framework that advances the accuracy-efficiency trade-off in probabilistic time-series forecasting, combining leading accuracy on the evaluated benchmarks with fast, single-step generation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
34+阅读 · 2025年5月8日
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6日
ETP:精确时序动作定位
极市平台
13+阅读 · 2018年5月25日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
11+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
4+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
34+阅读 · 2025年5月8日
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6日
ETP:精确时序动作定位
极市平台
13+阅读 · 2018年5月25日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员