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面向概率时间序列预测的残差基扩散隐式模型

机器学习 2025-09-03 v1 人工智能

摘要

概率时间序列预测 (PTSF) 在需要准确且具备不确定性感知预测的领域发挥着关键作用。然而,现有方法在分布建模方面效果不佳,且存在训练与评估指标之间的不匹配。令人惊讶的是,我们发现,将一个强大的点估计器augmented以一个均值为零的高斯分布,其标准差匹配其训练误差,即可在 PTSF 中实现最先进的性能。本文提出了 RDIT,一个即插即用的框架,将点估计与残差基条件扩散结合,并采用双向 Mamba 网络。我们在理论上证明,连续排序概率得分 (CRPS) 可通过调整到最优标准差来最小化,然后推导出实现分布匹配的算法。在八个多变量数据集上的评估显示,RDIT 在各种预测时域上实现了更低的 CRPS、更快的推理速度和更好的覆盖率。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.02341,
  title  = {RDIT: Residual-based Diffusion Implicit Models for Probabilistic Time Series Forecasting},
  author = {Chih-Yu Lai and Yu-Chien Ning and Duane S. Boning},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02341},
  year   = {2025}
}