多种植者概率的时间序列预测对现实世界的任务(例如需求预测)具有广泛的适用性。神经时间序列的最新工作预测主要关注SEQ2SEQ架构的使用。例如,MQtransFormer(MQCNN的改进)显示了概率需求预测中最新的性能。在本文中,我们考虑通过添加跨实体注意机制以及检索机制来选择要参加哪些实体,从而通过添加跨实体注意机制来提高模型性能。我们演示了我们的新神经体系结构MQRETNN如何利用整个人群的基线模型的编码环境来提高预测准确性。使用MQCNN作为基线模型(由于计算限制,我们不使用MQtransFormer),我们首先在较小的需求预测数据集上显示,通过添加交叉实体注意机制可以提高测试损失约3%每个实体都参加人口中的所有其他实体。然后,我们通过提议的检索方法评估模型 - 作为大规模需求预测应用,用超过200万种产品的大规模需求预测应用,并观察到MQCNN基线的绩效增长约1%。
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基于预测方法的深度学习已成为时间序列预测或预测的许多应用中的首选方法,通常通常优于其他方法。因此,在过去的几年中,这些方法现在在大规模的工业预测应用中无处不在,并且一直在预测竞赛(例如M4和M5)中排名最佳。这种实践上的成功进一步提高了学术兴趣,以理解和改善深厚的预测方法。在本文中,我们提供了该领域的介绍和概述:我们为深入预测的重要构建块提出了一定深度的深入预测;随后,我们使用这些构建块,调查了最近的深度预测文献的广度。
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我们在多变量时间序列预测(MTSF)的域中制定了一个新的推理任务,称为变量子集预报(VSF),其中仅在推理过程中可用一小部分变量子集。由于长期数据丢失(例如,传感器故障)或列车 /测试之间的高 - >低资源域移动,因此在推理过程中没有变量。据我们所知,在文献中尚未研究MTSF模型在存在此类故障的情况下的稳健性。通过广泛的评估,我们首先表明,在VSF设置中,最新方法的性能显着降低。我们提出了一种非参数包装技术,该技术可以应用于任何现有的预测模型。通过在4个数据集和5个预测模型的系统实验中,我们表明我们的技术能够恢复模型的接近95 \%性能,即使仅存在15 \%的原始变量。
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在这项工作中,由{\它复制的概念更容易记住}的概念,我们介绍了GNN-LM,它通过允许在整个训练语料库中引用类似的上下文来扩展Vanilla神经语言模型(LM)。我们在输入上下文和从训练语料库中选择的语义相关邻居之间构建一个定向的异构图,其中节点是输入上下文中的令牌和检索到的邻居上下文,并且边缘表示节点之间的连接。图形神经网络(GNNS)在图表上构建,以聚合来自类似上下文的信息来解码令牌。此学习范例提供了直接访问参考上下文,并有助于提高模型的泛化能力。我们进行全面的实验以验证GNN-LM的有效性:GNN-LM在Wikitext-103上实现了14.8的新的最先进的困惑(在Vanilla LM模型的对应于的4.5点改进)和显示对强大基线的十亿个单词和enWiki8数据集进行大量改进。进行深度消融研究以了解GNN-LM的机制。可以在\ url {https://github.com/shannonai/gnn-lm}中找到代码}
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在本文中,我们介绍了蒙面的多步多变量预测(MMMF),这是一个新颖而普遍的自我监督学习框架,用于时间序列预测,并提供已知的未来信息。在许多真实世界的预测情况下,已知一些未来的信息,例如,在进行短期到中期的电力需求预测或进行飞机出发预测时的油价预测时,天气信息。现有的机器学习预测框架可以分为(1)基于样本的方法,在此方法中进行每个预测,以及(2)时间序列回归方法,其中未来信息未完全合并。为了克服现有方法的局限性,我们提出了MMMF,这是一个培训能够生成一系列输出的神经网络模型的框架,将过去的时间信息和有关未来的已知信息结合在一起,以做出更好的预测。实验在两个现实世界数据集上进行(1)中期电力需求预测,以及(2)前两个月的飞行偏离预测。他们表明,所提出的MMMF框架的表现不仅优于基于样本的方法,而且具有与完全相同的基本模型的现有时间序列预测模型。此外,一旦通过MMMF进行了神经网络模型,其推理速度与接受传统回归配方训练的相同模型的推理速度相似,从而使MMMF成为现有回归训练的时间序列的更好替代品,如果有一些可用的未来,信息。
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Recent work has improved language models (LMs) remarkably by equipping them with a non-parametric memory component. However, most existing approaches only introduce mem-ories at testing time or represent them using a separately trained encoder, resulting in suboptimal training of the language model. In this work, we present TRIME, a novel yet simple training approach designed for training LMs with memory augmentation. Our approach uses a training objective that directly takes in-batch examples as accessible memory. We also present new methods for memory construction and data batching, which are used for adapting to different sets of memories--local, long-term, and external memory--at testing time. We evaluate TRIME on multiple language modeling and machine translation benchmarks and show that it is able to achieve significant improvements across all the settings. Concretely, TRIME reduces the perplexity from 18.70 to 15.37 on WIKITEXT-103, by effectively leveraging a large memory set from the training corpus. Compared to standard LM training, TRIME adds negligible computational overhead and is compatible with different neural architectures, making it a versatile solution for training memory-augmented LMs.
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新的时尚产品销售预测是一个具有挑战性的问题,涉及许多业务动态,无法通过经典的预测方法来解决。在本文中,我们研究了以Google趋势时间序列的形式进行系统探索外源知识的有效性,并将其与与全新时尚项目相关的多模式信息结合在一起,以便有效地预测其销售额,尽管缺乏过去数据。特别是,我们提出了一种基于神经网络的方法,编码器在其中学习了外源时间序列的表示,而解码器则根据Google趋势编码以及可用的视觉和元数据信息来预测销售。我们的模型以非自动回归方式起作用,避免了大型第一步错误的复合效果。作为第二个贡献,我们介绍了Visuelle,这是一个公开可用的数据集,用于新时尚产品销售预测的任务,其中包含5577 Real,新产品的多模式信息,该产品在2016 - 2019年之间从意大利快速时尚公司Nunalie出售。该数据集配备了产品,元数据,相关销售以及相关的Google趋势的图像。我们使用Visuelle将我们的方法与最新的替代方案和几种基线进行比较,这表明我们基于神经网络的方法在百分比和绝对错误方面都是最准确的。值得注意的是,外源知识的添加使预测准确性提高了1.5%的Wape,从而揭示了利用内容丰富的外部信息的重要性。代码和数据集均可在https://github.com/humaticslab/gtm-transformer上获得。
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概率时间序列预测在许多应用领域至关重要,例如零售,电子商务,金融或生物学。随着大量数据的增加,已经提出了许多神经架构为此问题。特别是,基于变压器的方法实现了现实世界基准的最先进的性能。然而,这些方法需要了解大量参数,这对培训此类模型的计算资源施加了高的内存要求。为了解决这个问题,我们介绍了一种新颖的双向时间卷积网络(Bitcn),该网络(Bitcn)需要比公共变换器的方法更少的参数较少的阶数。我们的模型结合了两个时间卷积网络(TCN):第一个网络编码了时间序列的未来协变量,而第二网络编码过往观察和协变量。我们通过这两个网络联合估计输出分布的参数。四个现实世界数据集的实验表明,我们的方法与四个最先进的概率预测方法进行了表演,包括基于变压器的方法和Wavenet,在两点指标(Smape,NRMSE)以及A上大多数情况下的范围指标(定量损失百分位数)集。其次,我们证明我们的方法比基于变压器的方法所需的参数明显更少,这意味着模型可以培训更快,内存要求显着降低,因此降低了部署这些模型的基础架构成本。
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当时间序列具有自然组结构时,出现分层预测问题,并且需要在多个聚集水平和对组中分类的预测。在这些问题中,通常希望满足给定层次结构中的聚合约束,称为文献中的分层一致性。在生产准确的预测的同时保持层次连贯可能是一个具有挑战性的问题,特别是在概率预测的情况下。我们提出了一种能够对等级序列准确和相干的概率预测的新方法。我们称之为Deep Poisson混合网络(DPMN)。它依赖于神经网络的组合和用于分层多变量时间序列结构的关节分布的统计模型。通过施工,模型可确保分层一致性,并为预测分布的聚集和分解提供简单的规则。我们进行广泛的实证评估,将DPMN与其他最先进的方法进行比较,该方法在多个公共数据集上产生分层相干的概率预测。与现有的相干概率模型相比,我们在澳大利亚国内旅游数据的总体连续排名概率评分(CRP)的总体连续排名概率评分(CRP)的相对改善,24.2位于青年杂货店销售数据集中,6.9%在旧金山湾区公路交通数据集。
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最近,深度神经网络在时间序列的预测中越来越受欢迎。他们成功的主要原因是他们有效捕获多个相关时间序列的复杂时间动态的能力。这些深度预测者的优势才开始在有足够数量的数据的情况下开始出现。这对实践中的典型预测问题提出了挑战,在实践中,每个时间序列的时间序列或观察值有限,或者两者兼而有之。为了应对这些数据稀缺问题,我们提出了一个新颖的域适应框架,域适应预报员(DAF)。 DAF利用具有丰富数据样本(源)的相关领域的统计强度,以通过有限的数据(目标)提高感兴趣域的性能。特别是,我们使用基于注意力的共享模块,该模块与跨域跨域和私人模块的域歧视器一起使用。我们同时诱导域不变的潜在特征(查询和密钥)和重新培训特定特征(值),以使源和目标域上的预报员的联合训练。一个主要的见解是,我们对齐密钥的设计使目标域即使具有不同的特征也可以利用源时间序列。对各个领域的广泛实验表明,我们提出的方法在合成和现实世界数据集上优于最先进的基准,而消融研究验证了我们的设计选择的有效性。
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各种深度学习模型,尤其是一些最新的基于变压器的方法,已大大改善了长期时间序列预测的最新性能。但是,这些基于变压器的模型遭受了严重的恶化性能,并延长了输入长度除了使用扩展的历史信息。此外,这些方法倾向于在长期预测中处理复杂的示例,并增加模型复杂性,这通常会导致计算的显着增加和性能较低的鲁棒性(例如,过度拟合)。我们提出了一种新型的神经网络架构,称为Treedrnet,以进行更有效的长期预测。受稳健回归的启发,我们引入了双重残差链接结构,以使预测更加稳健。对Kolmogorov-Arnold表示定理进行了明确的介绍,并明确介绍了特征选择,模型集合和树结构,以进一步利用扩展输入序列,从而提高了可靠的输入序列和Treedrnet的代表力。与以前的顺序预测工作的深层模型不同,Treedrnet完全建立在多层感知下,因此具有很高的计算效率。我们广泛的实证研究表明,Treedrnet比最先进的方法更有效,将预测错误降低了20%至40%。特别是,Treedrnet的效率比基于变压器的方法高10倍。该代码将很快发布。
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The task of automatic text summarization produces a concise and fluent text summary while preserving key information and overall meaning. Recent approaches to document-level summarization have seen significant improvements in recent years by using models based on the Transformer architecture. However, the quadratic memory and time complexities with respect to the sequence length make them very expensive to use, especially with long sequences, as required by document-level summarization. Our work addresses the problem of document-level summarization by studying how efficient Transformer techniques can be used to improve the automatic summarization of very long texts. In particular, we will use the arXiv dataset, consisting of several scientific papers and the corresponding abstracts, as baselines for this work. Then, we propose a novel retrieval-enhanced approach based on the architecture which reduces the cost of generating a summary of the entire document by processing smaller chunks. The results were below the baselines but suggest a more efficient memory a consumption and truthfulness.
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Probabilistic forecasting, i.e. estimating the probability distribution of a time series' future given its past, is a key enabler for optimizing business processes. In retail businesses, for example, forecasting demand is crucial for having the right inventory available at the right time at the right place. In this paper we propose DeepAR, a methodology for producing accurate probabilistic forecasts, based on training an auto-regressive recurrent network model on a large number of related time series. We demonstrate how by applying deep learning techniques to forecasting, one can overcome many of the challenges faced by widely-used classical approaches to the problem. We show through extensive empirical evaluation on several real-world forecasting data sets accuracy improvements of around 15% compared to state-of-the-art methods.
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我们通过与与前面令牌的局部相似度,通过调节从大语料库检索的文档块来增强自动回归语言模型。尽管使用25美元\时分,我们的检索增强型变压器(RetroCro)的检索增强型变压器(RetroCr)对GPT-3和侏罗纪-1获得了可比性的性能。微调后,复古表演转换为下游知识密集型任务,如问题应答。复古结合了冷冻BERT猎犬,一种可微分的编码器和块状的横向机制,以预测基于数量级的令牌,而不是训练期间通常消耗的数量。我们通常从头开始训练复古,还可以快速改造预先接受的变压器,通过检索,仍然达到良好的性能。我们的工作通过以前所未有的规模开辟了通过显式内存改进语言模型的新途径。
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图像字幕模型旨在通过提供输入图像的自然语言描述来连接视觉和语言。在过去的几年中,通过学习参数模型并提出视觉特征提取的进步或建模更好的多模式连接来解决该任务。在本文中,我们研究了使用KNN记忆的图像字幕方法的开发,可以从外部语料库中检索知识以帮助生成过程。我们的架构结合了一个基于视觉相似性,可区分编码器和KNN-agn-agn-agement注意层的知识检索器,以根据过去的上下文和从外部内存检索的文本进行预测令牌。在可可数据集上进行的实验结果表明,采用明确的外部记忆可以帮助生成过程并提高标题质量。我们的工作开辟了新的途径,以更大规模改善图像字幕模型。
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现实世界中的时间序列数据集经常违反预测的标准监督学习的假设 - 它们的分布会随着时间的推移而发展,从而使传统的培训和模型选择程序均优化。在本文中,我们提出了一种新颖的方法,即自适应预测(SAF),以修改时间序列预测模型的培训,以通过此类非平稳时间序列数据提高其在预测任务上的性能。 SAF在基于“背景”的预测之前集成了自适应阶段,即在时间后退预测掩盖的输入。这是一种测试时间培训的形式,在执行预测任务之前,在测试样本上会在测试样本上创建一个自我监督的学习问题。通过这种方式,我们的方法可以有效地适应编码表示的分布,从而导致卓越的概括。 SAF可以与任何基于经典的编码器码头架构架构(例如经常性神经网络或基于注意力的体系结构)集成。关于众所周知,众所周知的非统计数据(例如医疗保健和金融)的域中的合成和现实数据集,我们证明了SAF在提高预测准确性方面具有重大好处。
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时间变化数量的估计是医疗保健和金融等领域决策的基本组成部分。但是,此类估计值的实际实用性受到它们量化预测不确定性的准确程度的限制。在这项工作中,我们解决了估计高维多元时间序列的联合预测分布的问题。我们提出了一种基于变压器体系结构的多功能方法,该方法使用基于注意力的解码器估算关节分布,该解码器可被学会模仿非参数Copulas的性质。最终的模型具有多种理想的属性:它可以扩展到数百个时间序列,支持预测和插值,可以处理不规则和不均匀的采样数据,并且可以在训练过程中无缝地适应丢失的数据。我们从经验上证明了这些属性,并表明我们的模型在多个现实世界数据集上产生了最新的预测。
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基于检索的语言模型(R-LM)通过将标准语言模型(LM)与在测试时从外部数据存储中检索的示例结合使用自然语言文本的概率。虽然有效,但在实践中使用这些模型的主要瓶颈是计算昂贵的数据存储搜索,可以像每个时间步骤一样频繁地执行。在本文中,我们提出了retomaton-检索自动机 - 基于(1)在连续的数据存储条目之间保存指针,以及(2)将条目聚类到“状态”中。这有效地导致了在数据存储顶部构建的加权有限自动机,而不是将数据存储表示为平面列表。自动机的创建是无监督的,可以从任何文本集合中构造一个retomaton:原始训练语料库或另一个域。在推理时与LM推理并行遍历此自动机,将其困惑降低到1.85,或者可节省多达$ k $ nn-lm的最近邻居搜索的83%(Khandelwal等,2020年,没有),没有伤害困惑。我们的代码和训练有素的模型可在https://github.com/neulab/retomaton上找到。
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在这项工作中,我们提出了使用量子缩放(MQ-DRN-S)的分位数回归和扩张的经常性神经网络,并将其应用于库存管理任务。该模型在统计基准(具有外源性变量,QAR-X)的统计基准(分位式自回归模型,QAR-X)而言,该模型更好地表现出更好的性能,而不是在没有时间缩放的MQ-DRNN的情况下更好。以上一系列10,000次销售的elllobo销售超过53周的地平线,每周使用滚动窗口为7天。
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We propose Multivariate Quantile Function Forecaster (MQF$^2$), a global probabilistic forecasting method constructed using a multivariate quantile function and investigate its application to multi-horizon forecasting. Prior approaches are either autoregressive, implicitly capturing the dependency structure across time but exhibiting error accumulation with increasing forecast horizons, or multi-horizon sequence-to-sequence models, which do not exhibit error accumulation, but also do typically not model the dependency structure across time steps. MQF$^2$ combines the benefits of both approaches, by directly making predictions in the form of a multivariate quantile function, defined as the gradient of a convex function which we parametrize using input-convex neural networks. By design, the quantile function is monotone with respect to the input quantile levels and hence avoids quantile crossing. We provide two options to train MQF$^2$: with energy score or with maximum likelihood. Experimental results on real-world and synthetic datasets show that our model has comparable performance with state-of-the-art methods in terms of single time step metrics while capturing the time dependency structure.
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