In modern time series problems, one aims at forecasting multiple time series with possible missing and noisy values. In this paper, we introduce the Sliding Mask Method (SMM) for forecasting multiple nonnegative time series by means of nonnegative matrix completion: observed noisy values and forecast/missing values are collected into matrix form, and learning is achieved by representing its rows as a convex combination of a small number of nonnegative vectors, referred to as the archetypes. We introduce two estimates, the mask Archetypal Matrix factorization (mAMF) and the mask normalized Nonnegative Matrix Factorization (mNMF) which can be combined with the SMM method. We prove that these estimates recover the true archetypes with an error proportional to the noise. We use a proximal alternating linearized method (PALM) to compute the archetypes and the convex combination weights. We compared our estimators with state-of-the-art methods (Transformers, LSTM, SARIMAX...) in multiple time series forecasting on real data and obtain that our method outperforms them in most of the experiments.


翻译:在现代时间序列问题中,我们旨在预测可能存在缺失值和噪声的多变量时间序列。本文提出滑动掩码方法(SMM),通过非负矩阵补全技术对多个非负时间序列进行预测:将观测到的含噪值与预测/缺失值整合为矩阵形式,通过将矩阵行表示为少量非负向量(称为原型)的凸组合来实现学习。我们引入两种估计方法:掩码原型矩阵分解(mAMF)和掩码归一化非负矩阵分解(mNMF),二者均可与SMM方法结合使用。我们证明这些估计量能以与噪声幅度成比例的误差恢复真实原型。采用近端交替线性化方法(PALM)计算原型及其凸组合权重。在真实数据上的多时间序列预测实验中,我们将所提估计器与当前最优方法(Transformer、LSTM、SARIMAX等)进行对比,结果表明我们的方法在大多数实验场景中表现更优。

0
下载
关闭预览

相关内容

数学上,序列是被排成一列的对象(或事件);这样每个元素不是在其他元素之前,就是在其他元素之后。这里,元素之间的顺序非常重要。
【ICML2025】用于概率时间序列预测的非平稳扩散方法
专知会员服务
10+阅读 · 2025年5月10日
【干货书】用于数据科学分析和预测的时间序列,529页pdf
专知会员服务
123+阅读 · 2022年10月10日
12篇顶会论文,深度学习时间序列预测经典方案汇总!
专知会员服务
55+阅读 · 2022年4月11日
【Google-BryanLim等】可解释深度学习时序预测
专知会员服务
64+阅读 · 2021年12月19日
专知会员服务
237+阅读 · 2020年12月15日
时空序列预测方法综述
专知
22+阅读 · 2020年10月19日
你真的懂时间序列预测吗?
腾讯大讲堂
104+阅读 · 2019年1月7日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
基于 Keras 用深度学习预测时间序列
R语言中文社区
23+阅读 · 2018年7月27日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2017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
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
23+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
相关资讯
时空序列预测方法综述
专知
22+阅读 · 2020年10月19日
你真的懂时间序列预测吗?
腾讯大讲堂
104+阅读 · 2019年1月7日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
基于 Keras 用深度学习预测时间序列
R语言中文社区
23+阅读 · 2018年7月27日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2017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
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
23+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员