时序=图像?无需微调,视觉MAE跨界比肩最强时序预测大模型

简介: 【10月更文挑战第15天】《VisionTS: Visual Masked Autoencoders Are Free-Lunch Zero-Shot Time Series Forecasters》提出了一种创新方法,通过将时序数据转化为图像,利用视觉掩码自编码器(MAE)进行自监督预训练,实现时序预测。该模型在未进行任何时序域适配的情况下,展现了出色的零样本预测性能,并且通过少量微调即可达到最先进水平。这一研究为时序预测领域带来了新希望,同时也引发了关于模型解释性和可信度的讨论。

在人工智能领域,时序预测(Time Series Forecasting,TSF)一直是一个备受关注的研究方向。它广泛应用于金融、气象、医疗等多个领域,旨在通过分析历史数据来预测未来的趋势和变化。然而,这个领域面临着诸多挑战,比如数据的跨域差异和域内异质性,这些都给时序预测模型的构建带来了不小的困难。

为了应对这些挑战,研究人员提出了各种方法,比如微调大型语言模型(LLMs)或者构建大规模的时序数据集来开发时序预测的基础模型。然而,这些方法往往效果有限,无法很好地解决跨域差异和域内异质性的问题。

最近,一篇名为《VisionTS: Visual Masked Autoencoders Are Free-Lunch Zero-Shot Time Series Forecasters》的论文提出了一种全新的思路,即利用丰富的高质量自然图像来构建时序预测的基础模型。这一思路基于图像和时序数据之间的内禀相似性,通过将时序预测任务重新定义为图像重建任务,从而实现了视觉模型在时序预测领域的跨界应用。

具体来说,该论文提出了一种名为VisionTS的模型,它基于视觉掩码自编码器(MAE)进行自监督预训练。MAE是一种在计算机视觉领域广泛应用的模型,它通过在图像中随机遮挡一部分区域,然后让模型尝试重建这些被遮挡的区域来学习图像的表示。在VisionTS中,研究人员将时序数据转换为图像形式,然后利用MAE对这些图像进行预训练。

令人惊讶的是,VisionTS在没有进行任何时序域适配的情况下,就能够实现出色的零样本预测性能,与现有的时序预测基础模型相比毫不逊色。而且,通过少量的微调,VisionTS还能够进一步提高预测性能,在大多数情况下都能够达到最先进的水平。

这一发现无疑为时序预测领域带来了新的希望。它表明,视觉模型可能是一种“免费的午餐”,可以为时序预测提供强大的能力,而无需进行大量的数据收集和模型训练。此外,这一研究还为计算机视觉和时序预测之间的跨域研究提供了新的思路和方向。

然而,我们也应该看到,VisionTS的成功并不意味着时序预测领域的问题已经完全解决。首先,VisionTS的预训练依赖于大规模的图像数据集,这可能限制了它在特定领域或小规模数据集上的应用。其次,虽然VisionTS在零样本预测方面表现出色,但在实际应用中,我们往往需要对模型进行微调以适应特定的任务和数据。因此,如何在保持模型通用性的同时,提高其在特定任务上的适应性,仍然是一个值得研究的问题。

此外,VisionTS的提出也引发了一些关于模型解释性和可信度的讨论。由于VisionTS将时序数据转换为图像形式进行处理,这可能导致模型的预测结果难以解释和理解。在实际应用中,我们往往需要对模型的预测结果进行解释和验证,以确保其可靠性和可信度。因此,如何提高VisionTS等视觉模型在时序预测领域的解释性和可信度,也是一个需要进一步研究的问题。

论文地址:https://arxiv.org/abs/2408.17253

目录
相关文章
|
5月前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 PyTorch
LLM-Mixer: 融合多尺度时间序列分解与预训练模型,可以精准捕捉短期波动与长期趋势
近年来,大型语言模型(LLMs)在自然语言处理领域取得显著进展,研究人员开始探索将其应用于时间序列预测。Jin等人提出了LLM-Mixer框架,通过多尺度时间序列分解和预训练的LLMs,有效捕捉时间序列数据中的短期波动和长期趋势,提高了预测精度。实验结果显示,LLM-Mixer在多个基准数据集上优于现有方法,展示了其在时间序列预测任务中的巨大潜力。
135 3
LLM-Mixer: 融合多尺度时间序列分解与预训练模型,可以精准捕捉短期波动与长期趋势
|
2月前
|
机器学习/深度学习 编解码 人工智能
扩散模型失宠?端侧非自回归图像生成基础模型Meissonic登场,超越SDXL!
Meissonic是一种新型图像生成模型,采用非自回归的掩码图像建模(MIM)方法,在性能和效率上超越了当前最先进的扩散模型SDXL。其创新点包括改进的注意力机制、多尺度特征提取、先进位置编码策略和优化采样条件等,能够生成高质量、高分辨率图像。此外,Meissonic引入人类偏好评分和特征压缩层,提升图像质量和计算效率。尽管存在一些挑战,Meissonic为统一语言-视觉模型的发展提供了新思路,并在创意设计、虚拟现实等领域展现出广泛应用前景。
85 24
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
基于深度混合架构的智能量化交易系统研究: 融合SSDA与LSTM自编码器的特征提取与决策优化方法
本文探讨了在量化交易中结合时序特征和静态特征的混合建模方法。通过整合堆叠稀疏降噪自编码器(SSDA)和基于LSTM的自编码器(LSTM-AE),构建了一个能够全面捕捉市场动态特性的交易系统。SSDA通过降噪技术提取股票数据的鲁棒表示,LSTM-AE则专注于捕捉市场的时序依赖关系。系统采用A2C算法进行强化学习,通过多维度的奖励计算机制,实现了在可接受的风险水平下最大化收益的目标。实验结果显示,该系统在不同波动特征的股票上表现出差异化的适应能力,特别是在存在明确市场趋势的情况下,决策准确性较高。
94 5
基于深度混合架构的智能量化交易系统研究: 融合SSDA与LSTM自编码器的特征提取与决策优化方法
|
10月前
|
存储 机器学习/深度学习 人工智能
AIGC训练场景下的存储特征研究
在今天这样以AIGC为代表的AI时代下,了解训练场景对于存储的具体诉求同样是至关重要的。本文将尝试解读WEKA的一个相关报告,来看看AIGC对于存储有哪些具体的性能要求。
95187 8
|
5月前
|
数据采集 机器学习/深度学习 TensorFlow
声纹识别实战:从数据采集到模型训练
【10月更文挑战第16天】声纹识别技术通过分析个人的语音特征来验证其身份,具有无接触、便捷的特点。本文将带你从零开始,一步步完成声纹识别系统的构建,包括数据采集、音频预处理、特征提取、模型训练及评估等关键步骤。我们将使用Python语言和相关的科学计算库来进行实践。
725 0
|
10月前
|
编解码 人工智能 自然语言处理
扩散模型的多元化应用:药物发现、文本生成、时间序列预测等
AlphaFold3是DeepMind的蛋白质结构预测软件,它引入扩散模型以提升预测准确性。扩散模型通过逐步添加和去除噪声来理解和生成数据,应用广泛,包括图像、音频、文本和时间序列数据的处理。在图像领域,它们擅长合成、编辑和超分辨率;在文本处理中,扩散模型在代码合成和问答任务中表现出色;在音频和视频生成方面也有重要应用;同时,它们在时间序列预测和增强模型鲁棒性方面也展现出潜力。随着技术发展,扩散模型将在更多领域发挥作用。
341 0
|
10月前
|
算法 数据挖掘 关系型数据库
有限混合模型聚类FMM、广义线性回归模型GLM混合应用分析威士忌市场和研究专利申请数据
有限混合模型聚类FMM、广义线性回归模型GLM混合应用分析威士忌市场和研究专利申请数据
|
10月前
|
计算机视觉
模型落地必备 | 南开大学提出CrossKD蒸馏方法,同时兼顾特征和预测级别的信息
模型落地必备 | 南开大学提出CrossKD蒸馏方法,同时兼顾特征和预测级别的信息
198 0
|
10月前
|
机器学习/深度学习 自动驾驶 算法
Q-YOLOP来啦 | 一个具有量化感知全景驾驶感知模型
Q-YOLOP来啦 | 一个具有量化感知全景驾驶感知模型
136 0
|
自然语言处理 数据处理 API
零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。
零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。