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NoRIN:面向时间序列预测的可逆归一化方法

机器学习 2026-05-12 v1

摘要

可逆实例归一化(RevIN)及其后继方法(Dish-TS、SAN、FAN)已成为时间序列预测的事实标准插件,但它们对每个数据点施加的映射严格为仿射变换 xax+bx \mapsto ax+b,无法重塑底层分布——重尾分布仍然保持重尾,偏斜程度亦未被纠正。我们提出NoRIN,这是一种基于arcsinh形式Johnson SUS_U变换的非线性可逆归一化方法,包含两个控制尾态和偏斜的形状参数 (δ,ε)(\delta,\varepsilon);仅当 δ\delta \to \infty 时,线性 ZZ-score(由RevIN使用)才被恢复。通过梯度下降联合训练 (δ,ε)(\delta,\varepsilon) 与背部网络,可可靠地将其推向线性极限,但训练过程中会出现退化现象:预测损失对形状参数局部不敏感,高容量背板会补偿其输入的任何单调重参数化。NoRIN通过解耦形状选择与梯度训练来避免退化:(δ,ε)(\delta,\varepsilon)通过闭式Slifker-Shapiro分位数拟合进行初始化,并通过贝叶斯优化在验证目标上进行细化,而内部训练循环与标准RevIN风格训练相同。在六个代表性背板 × 五个真实数据集 × 三个预测时间范围(共90种配置)中,解耦式形状优化恢复的 (δ,ε)(\delta^*,\varepsilon^*) 系统性地远离线性极限,其值随背板而异。这一实证结果支持中心论点:不同的背板确实需要不同的归一化参数才能达到最佳性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.10823,
  title  = {NoRIN: Backbone-Adaptive Reversible Normalization for Time-Series Forecasting},
  author = {Shun Zhang and Yuyang Xiao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.10823},
  year   = {2026}
}

备注

8 pages, 2 figures