Heart rate prediction is vital for personalized health monitoring and fitness, while it frequently faces a critical challenge in real-world deployment: data heterogeneity. We classify it in two key dimensions: source heterogeneity from fragmented device markets with varying feature sets, and user heterogeneity reflecting distinct physiological patterns across individuals and activities. Existing methods either discard device-specific information, or fail to model user-specific differences, limiting their real-world performance. To address this, we propose a framework that learns latent representations agnostic to both heterogeneity,enabling downstream predictors to work consistently under heterogeneous data patterns. Specifically, we introduce a random feature dropout strategy to handle source heterogeneity, making the model robust to various feature sets. To manage user heterogeneity, we employ a history-aware attention module to capture long-term physiological traits and use a contrastive learning objective to build a discriminative representation space. To reflect the heterogeneous nature of real-world data, we created a new benchmark dataset, PARROTAO. Evaluations on both PARROTAO and the public FitRec dataset show that our model significantly outperforms existing baselines by 17.5% and 10.4% in terms of test MSE, respectively. Furthermore, analysis of the learned representations demonstrates their strong discriminative power,and two downstream application tasks confirm the practical value of our model.


翻译:心率预测对于个性化健康监测和健身至关重要,但在实际部署中经常面临一个关键挑战:数据异构性。我们将其分为两个关键维度:源异构性,源于具有不同特征集的碎片化设备市场;以及用户异构性,反映了不同个体和活动间的独特生理模式。现有方法要么丢弃设备特定信息,要么未能建模用户特定差异,限制了其实际性能。为解决此问题,我们提出了一个学习对两种异构性均保持不变的潜在表征的框架,使下游预测器能够在异构数据模式下一致工作。具体而言,我们引入了一种随机特征丢弃策略来处理源异构性,使模型对各种特征集具有鲁棒性。为管理用户异构性,我们采用了一个历史感知注意力模块来捕获长期生理特征,并使用对比学习目标来构建一个具有判别力的表征空间。为反映现实世界数据的异构性,我们创建了一个新的基准数据集PARROTAO。在PARROTAO和公开的FitRec数据集上的评估表明,我们的模型在测试均方误差方面分别显著优于现有基线17.5%和10.4%。此外,对所学习表征的分析证明了其强大的判别能力,两个下游应用任务也证实了我们模型的实际价值。

0
下载
关闭预览

相关内容

利用表示学习推动多机构电子健康记录数据研究
专知会员服务
16+阅读 · 2025年2月17日
【博士论文】学习表征以检测新颖性和异常性,72页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2023年9月30日
【MIT博士论文】异构医疗数据表示学习,193页pdf
专知会员服务
60+阅读 · 2022年9月3日
专知会员服务
16+阅读 · 2021年7月7日
【国防科大】复杂异构数据的表征学习综述
专知会员服务
86+阅读 · 2020年4月23日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
跨多个异构数据源的实体对齐
FCS
15+阅读 · 2019年3月13日
使用 Canal 实现数据异构
性能与架构
20+阅读 · 2019年3月4日
【深度学习】深度学习的核心:掌握训练数据的方法
产业智能官
12+阅读 · 2018年1月14日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
5+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
12+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
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美国当前高超音速导弹发展概述
专知会员服务
4+阅读 · 4月19日
无人机蜂群建模与仿真方法
专知会员服务
8+阅读 · 4月19日
澳大利亚发布《国防战略(2026年)》
专知会员服务
2+阅读 · 4月19日
全球高超音速武器最新发展趋势
专知会员服务
2+阅读 · 4月19日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
5+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
12+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
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员