成人免费xxxxx在线视频软件_久久精品久久久_亚洲国产精品久久久_天天色天天色_亚洲人成一区_欧美一级欧美三级在线观看

DeepTime:時間序列預測中的元學習模型

開發 前端
DeepTime,是一個結合使用元學習的深度時間指數模型。通過使用元學習公式來預測未來,以應對時間序列中的常見問題(協變量偏移和條件分布偏移——非平穩)。該模型是時間序列預測的元學習公式協同作用的一個很好的例子。

DeepTime,是一個結合使用元學習的深度時間指數模型。通過使用元學習公式來預測未來,以應對時間序列中的常見問題(協變量偏移和條件分布偏移——非平穩)。該模型是時間序列預測的元學習公式協同作用的一個很好的例子。

DeepTime架構

DeepTime組件

DeepTime中有三種類型的層:

  • 嶺回歸
  • 多層感知機(MLP)
  • 隨機傅里葉特征

讓我們看看這些層在做什么:

嶺回歸

多層感知機(MLP)

這些是在神經網絡(nn)中使用的線性回歸公式。然后使用了一個ReLU函數激活。這些層非常適合將時間指數映射到該時間指數的時間序列值。公式如下:

隨機的傅里葉層

隨機傅里葉允許mlp學習高頻模式。盡管隨機傅里葉層需要為每個任務和數據集找到不同的超參數(只是為了不過度擬合或不足擬合),但作者通過將各種傅里葉基函數與各種尺度參數相結合來限制這種計算。

DeepTIME架構

在每個任務中,選擇一個時間序列,然后將其分為主干窗口(綠色)和預測窗口(藍色)兩部分。然后,然后他們通過兩個彼此共享信息并與元參數關聯的元模型。 在上圖描述的架構上訓練模型后,計算損失函數并嘗試將其最小化。

其他時間序列預測模型的區別

DeepTIME是一個時間指數模型,就像Prophet,高斯過程等,而最近比較突出的模型如N-HiTS, Autoformer, DeepAR, Informer等都是歷史價值模型。

當我們說時間序列的時間指數模型時,確切的意思是預測絕對隨時間變化(它考慮了當前的時間指數特征)。另一方面,歷史價值模型使用以前的事件來預測未來。這個公式能讓你更清楚。:)

它包含了元學習公式,這意味著這個模型可以學會如何學習。由于它是一個時間指數模型,可以在元學習中表現出更好的樣本效率。

它采用直接多步估計(DMS)的方法(DMS模型一次直接預測幾個數據點)。另外通過多步迭代(IMS),它只預測下一個值,然后使用它來預測下一個數據點,這與ARIMA、DeepAR等相同。

元學習給時間序列預測帶來了什么?

  • 更好的任務泛化
  • 符合附近時間步長遵循局部平穩分布的假設。
  • 還包含了相似的時間點將具有相似的特征的假設。

模型如何預測

在每一次訓練時,將數據分為兩個窗口(通過使用第一個窗口預測第二個窗口)。這里為了簡單起見使用PyTorch Lightning簡化訓練過程。

import numpy as np
import gin
import pytorch_lightning as pl

from models import get_model
import random

import torch
import torch.nn.functional as F
from torch import optim

import math

from utils import Checkpoint, default_device, to_tensor
@gin.configurable
class DeepTimeTrainer(pl.LightningModule):

def __init__(self,
lr,
lambda_lr,
weight_decay,
warmup_epochs,
random_seed,
T_max,
eta_min,
dim_size,
datetime_feats,
):
gin.parse_config_file('/home/reza/Projects/PL_DeepTime/DeepTime/config/config.gin')
super(DeepTimeTrainer, self).__init__()
self.lr = lr
self.lambda_lr = lambda_lr
self.weight_decay = weight_decay
self.warmup_epochs = warmup_epochs
self.random_seed = random_seed
self.lr = lr
self.lambda_lr = lambda_lr
self.weight_decay = weight_decay
self.T_max = T_max
self.warmup_epochs = warmup_epochs
self.eta_min = eta_min
self.model = get_model(
model_type='deeptime',
dim_size=dim_size,
datetime_feats=datetime_feats
)

def on_fit_start(self):
torch.manual_seed(self.random_seed)
np.random.seed(self.random_seed)
random.seed(self.random_seed)

def training_step(self, batch, batch_idx):
x, y, x_time, y_time = map(to_tensor, batch)
forecast = self.model(x, x_time, y_time)

if isinstance(forecast, tuple):
# for models which require reconstruction + forecast loss
loss = F.mse_loss(forecast[0], x) + \
F.mse_loss(forecast[1], y)
else:
loss = F.mse_loss(forecast, y)

self.log('train_loss', loss, prog_bar=True, on_epoch=True)

return {'loss': loss, 'train_loss': loss, }

def training_epoch_end(self, outputs):
avg_train_loss = torch.stack([x["train_loss"] for x in outputs]).mean()

self.log('avg_train_loss', avg_train_loss, on_epoch=True, sync_dist=True)

def validation_step(self, batch, batch_idx):

x, y, x_time, y_time = map(to_tensor, batch)
forecast = self.model(x, x_time, y_time)

if isinstance(forecast, tuple):
# for models which require reconstruction + forecast loss
loss = F.mse_loss(forecast[0], x) + \
F.mse_loss(forecast[1], y)
else:
loss = F.mse_loss(forecast, y)

self.log('val_loss', loss, prog_bar=True, on_epoch=True)

return {'val_loss': loss}

def validation_epoch_end(self, outputs):
return outputs

def test_step(self, batch, batch_idx):
x, y, x_time, y_time = map(to_tensor, batch)
forecast = self.model(x, x_time, y_time)

if isinstance(forecast, tuple):
# for models which require reconstruction + forecast loss
loss = F.mse_loss(forecast[0], x) + \
F.mse_loss(forecast[1], y)
else:
loss = F.mse_loss(forecast, y)

self.log('test_loss', loss, prog_bar=True, on_epoch=True)

return {'test_loss': loss}

def test_epoch_end(self, outputs):
return outputs

@gin.configurable
def configure_optimizers(self):
group1 = [] # lambda
group2 = [] # no decay
group3 = [] # decay
no_decay_list = ('bias', 'norm',)
for param_name, param in self.model.named_parameters():
if '_lambda' in param_name:
group1.append(param)
elif any([mod in param_name for mod in no_decay_list]):
group2.append(param)
else:
group3.append(param)
optimizer = optim.Adam([
{'params': group1, 'weight_decay': 0, 'lr': self.lambda_lr, 'scheduler': 'cosine_annealing'},
{'params': group2, 'weight_decay': 0, 'scheduler': 'cosine_annealing_with_linear_warmup'},
{'params': group3, 'scheduler': 'cosine_annealing_with_linear_warmup'}
], lr=self.lr, weight_decay=self.weight_decay)

scheduler_fns = []
for param_group in optimizer.param_groups:
scheduler = param_group['scheduler']
if scheduler == 'none':
fn = lambda T_cur: 1
elif scheduler == 'cosine_annealing':
lr = eta_max = param_group['lr']
fn = lambda T_cur: (self.eta_min + 0.5 * (eta_max - self.eta_min) * (
1.0 + math.cos(
(T_cur - self.warmup_epochs) / (self.T_max - self.warmup_epochs) * math.pi))) / lr
elif scheduler == 'cosine_annealing_with_linear_warmup':
lr = eta_max = param_group['lr']
fn = lambda T_cur: T_cur / self.warmup_epochs if T_cur < self.warmup_epochs else (self.eta_min + 0.5 * (
eta_max - self.eta_min) * (1.0 + math.cos(
(T_cur - self.warmup_epochs) / (self.T_max - self.warmup_epochs) * math.pi))) / lr
else:
raise ValueError(f'No such scheduler, {scheduler}')
scheduler_fns.append(fn)
scheduler = optim.lr_scheduler.LambdaLR(optimizer, lr_lambda=scheduler_fns)

return {'optimizer': optimizer, 'lr_scheduler': scheduler}

def forward(self, batch, z_0=None):
z_0 = None
Y = batch['Y'].to(default_device)
sample_mask = batch['sample_mask'].to(default_device)
available_mask = batch['available_mask'].to(default_device)

# Forecasting
forecasting_mask = available_mask.clone()
if self.n_time_out > 0:
forecasting_mask[:, 0, -self.n_time_out:] = 0

Y, Y_hat, z = self.model(Y=Y, mask=forecasting_mask, idxs=None, z_0=z_0)

if self.n_time_out > 0:
Y = Y[:, :, -self.n_time_out:]
Y_hat = Y_hat[:, :, -self.n_time_out:]
sample_mask = sample_mask[:, :, -self.n_time_out:]

return Y, Y_hat, sample_mask, z

作者在合成數據集和真實世界數據集上進行了廣泛的實驗,表明DeepTime具有極具競爭力的性能,在基于MSE的多元預測基準的24個實驗中,有20個獲得了最先進的結果。

有興趣的可以看看源代碼:https://github.com/salesforce/DeepTime

責任編輯:華軒 來源: DeepHub IMBA
相關推薦

2023-10-13 15:34:55

時間序列TimesNet

2022-07-15 16:14:39

深度學習時間序列理論

2023-03-16 18:09:00

機器學習數據集

2017-05-08 14:42:36

2024-05-09 16:23:14

2024-06-17 16:02:58

2022-11-24 17:00:01

模型ARDL開發

2023-11-06 07:27:38

模型NLP領域

2024-01-30 01:12:37

自然語言時間序列預測Pytorch

2024-09-03 08:16:08

2024-06-12 11:57:51

2023-07-05 07:21:34

時間序列學習框架模型

2024-02-21 14:32:09

2024-06-27 16:38:57

2024-03-18 00:00:03

時間序列Prompt模型

2023-01-13 16:43:13

深度學習模型數據集

2022-08-16 09:00:00

機器學習人工智能數據庫

2024-07-24 13:58:21

2024-12-11 08:17:30

2021-07-01 21:46:30

PythonHot-Winters數據
點贊
收藏

51CTO技術棧公眾號

主站蜘蛛池模板: 久草新在线 | 亚洲伊人久久综合 | 日韩在线第一 | 91精品国产91综合久久蜜臀 | 国产成人精品久久二区二区91 | 成人在线观看免费爱爱 | 国产一二区在线 | 亚洲 欧美 另类 日韩 | 欧产日产国产精品v | 久久新 | 中文字幕日韩欧美一区二区三区 | 成人欧美日韩一区二区三区 | 欧美xxxx黑人又粗又长 | 美女黄网| 碰碰视频 | 成人在线观看亚洲 | 欧美做暖暖视频 | 亚洲精品一区二区三区中文字幕 | 中文字幕一区二区三区精彩视频 | 91伦理片| 男女视频在线看 | 国产一区久久 | 久久免费视频在线 | 日日日操 | 日韩三级电影一区二区 | 91国在线高清视频 | 日韩免费成人av | 欧美手机在线 | 免费99精品国产自在在线 | 鸳鸯谱在线观看高清 | 免费一级欧美在线观看视频 | 精品免费国产视频 | 成人黄色在线视频 | 久久精品国产免费看久久精品 | 亚洲黄色视屏 | 精品国产伦一区二区三区观看说明 | 国产午夜亚洲精品不卡 | 久久久精品一区二区三区 | 国产精品国产a级 | 视频精品一区 | 久久骚|