当前位置:首页 > 文章列表 > 科技周边 > 人工智能 > 时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt

时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt

来源:51CTO.COM 2024-04-10 12:18:28 0浏览 收藏

一分耕耘,一分收获!既然都打开这篇《时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt》,就坚持看下去,学下去吧!本文主要会给大家讲到等等知识点,如果大家对本文有好的建议或者看到有不足之处,非常欢迎大家积极提出!在后续文章我会继续更新科技周边相关的内容,希望对大家都有所帮助!

今天我想分享一个最新的研究工作,这项研究来自康涅狄格大学,提出了一种将时间序列数据与自然语言处理(NLP)大模型在隐空间上对齐的方法,以提高时间序列预测的效果。这一方法的关键在于利用隐空间提示(prompt)来增强时间序列预测的准确性。

时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt

论文标题:S2IP-LLM: Semantic Space Informed Prompt Learning with LLM for Time Series Forecasting

下载地址:https://arxiv.org/pdf/2403.05798v1.pdf

1、问题背景

大模型在时间序列上的应用越来越多,主要分为两类:第一类使用各类时间序列数据训练一个时间序列领域自己的大模型;第二类直接使用NLP领域训练好的文本大模型应用到时间序列中。由于时间序列不同于图像、文本,不同数据集的输入格式不同、分布不同,且存在distribution shift等问题,导致使用所有时间序列数据训练统一的模型比较困难。因此,越来越多的工作开始尝试如何直接使用NLP大模型解决时间序列相关问题。

本文还关注第二种解决时间序列问题的方法,即利用NLP大模型。目前的做法通常使用时间序列的描述作为提示,但并非所有时间序列数据集都包含这种信息。此外,基于patch的时间序列数据处理方法也无法完全保留时间序列数据的所有信息。

基于上述问题,这篇文章提出了一种新的建模方法,核心建模思路,一方面将时间序列通过tokenize处理后映射成embedding,另一方面将这些时间序列空间的表征对齐到大模型中的word embedding上。通过这种方式,让时间序列的预测过程中,可以找到对齐的word embedding相关的信息作为prompt,提升预测效果。

时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt图片

2、实现方法

下面从数据处理、隐空间对齐、模型细节等3个方面介绍一下这篇工作的实现方法。

数据处理:由于时间序列的distribution shift等问题,本文对输入序列做了一步趋势项季节项分解。每个分解后的时间序列,都单独做标准化,然后分割成有重叠的patch。每一组patch对应趋势项patch、季节项patch、残差patch,将这3组patch拼接到一起,输入到MLP中,得到每组patch的基础embedding表征。

隐空间对齐:这是本文中最核心的一步。Prompt的设计对大模型的效果影响很大,而时间序列的prompt又难以设计。因此本文提出,将时间序列的patch表征和大模型的word embedding在隐空间对齐,然后检索出topK的word embedding,作为隐式的prompt。具体做法为,使用上一步生成的patch embedding,和语言模型中的word embedding计算余弦相似度,选择topK的word embedding,再将这些word embedding作为prompt,拼接到时间序列patch embedding的前方。由于大模型word embedding大多,为了减少计算量,先对word embedding做了一步映射,映射到数量很少的聚类中心上。

模型细节:在模型细节上,使用GPT2作为语言模型部分,除了position embedding和layer normalization部分的参数外,其余的都冻结住。优化目标除了MSE外,还引入patch embedding和检索出的topK cluster embedding的相似度作为约束,要求二者之间的距离越小越好。最终的预测结果,也是

时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt图片

3、实验效果

文中对比了和一些时间序列大模型、iTransformer、PatchTST等SOTA模型的效果,在大部分数据集的不同时间窗口的预测中都取得了比较好的效果提升。

时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt图片

同时,文中也通过t-SNE可视化分析了embedding,从图中可以看出,时间序列的embedding在对齐之前并没有明显的类簇现象,而通过prompt生成的embedding有明显的类簇变化,说明本文提出的方法有效的利用文本和时间序列的空间对齐,以及相应的prompt,提升时间序列表征的质量。

时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt图片

好了,本文到此结束,带大家了解了《时间序列预测+NLP大模型新作:为时序预测自动生成隐式Prompt》,希望本文对你有所帮助!关注golang学习网公众号,给大家分享更多科技周边知识!

版本声明
本文转载于:51CTO.COM 如有侵犯,请联系study_golang@163.com删除
Confluence Schema 注册表与 Go 应用程序Confluence Schema 注册表与 Go 应用程序
上一篇
Confluence Schema 注册表与 Go 应用程序
Go-Diameter:如何确定 TGPPUserLocationInfo 的 NewAVP 中的数据变量以在 Wireshark 转储中获取所需的值
下一篇
Go-Diameter:如何确定 TGPPUserLocationInfo 的 NewAVP 中的数据变量以在 Wireshark 转储中获取所需的值
查看更多
最新文章
查看更多
课程推荐
  • 前端进阶之JavaScript设计模式
    前端进阶之JavaScript设计模式
    设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
    543次学习
  • GO语言核心编程课程
    GO语言核心编程课程
    本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
    516次学习
  • 简单聊聊mysql8与网络通信
    简单聊聊mysql8与网络通信
    如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
    500次学习
  • JavaScript正则表达式基础与实战
    JavaScript正则表达式基础与实战
    在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
    487次学习
  • 从零制作响应式网站—Grid布局
    从零制作响应式网站—Grid布局
    本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
    485次学习
查看更多
AI推荐
  • ChatExcel酷表:告别Excel难题,北大团队AI助手助您轻松处理数据
    ChatExcel酷表
    ChatExcel酷表是由北京大学团队打造的Excel聊天机器人,用自然语言操控表格,简化数据处理,告别繁琐操作,提升工作效率!适用于学生、上班族及政府人员。
    3186次使用
  • Any绘本:开源免费AI绘本创作工具深度解析
    Any绘本
    探索Any绘本(anypicturebook.com/zh),一款开源免费的AI绘本创作工具,基于Google Gemini与Flux AI模型,让您轻松创作个性化绘本。适用于家庭、教育、创作等多种场景,零门槛,高自由度,技术透明,本地可控。
    3398次使用
  • 可赞AI:AI驱动办公可视化智能工具,一键高效生成文档图表脑图
    可赞AI
    可赞AI,AI驱动的办公可视化智能工具,助您轻松实现文本与可视化元素高效转化。无论是智能文档生成、多格式文本解析,还是一键生成专业图表、脑图、知识卡片,可赞AI都能让信息处理更清晰高效。覆盖数据汇报、会议纪要、内容营销等全场景,大幅提升办公效率,降低专业门槛,是您提升工作效率的得力助手。
    3429次使用
  • 星月写作:AI网文创作神器,助力爆款小说速成
    星月写作
    星月写作是国内首款聚焦中文网络小说创作的AI辅助工具,解决网文作者从构思到变现的全流程痛点。AI扫榜、专属模板、全链路适配,助力新人快速上手,资深作者效率倍增。
    4535次使用
  • MagicLight.ai:叙事驱动AI动画视频创作平台 | 高效生成专业级故事动画
    MagicLight
    MagicLight.ai是全球首款叙事驱动型AI动画视频创作平台,专注于解决从故事想法到完整动画的全流程痛点。它通过自研AI模型,保障角色、风格、场景高度一致性,让零动画经验者也能高效产出专业级叙事内容。广泛适用于独立创作者、动画工作室、教育机构及企业营销,助您轻松实现创意落地与商业化。
    3807次使用
微信登录更方便
  • 密码登录
  • 注册账号
登录即同意 用户协议隐私政策
返回登录
  • 重置密码