Temporal distributional shifts, with underlying dynamics changing over time, frequently occur in real-world time series and pose a fundamental challenge for deep neural networks (DNNs). In this paper, we propose a novel deep sequence model based on the Koopman theory for time series forecasting: Koopman Neural Forecaster (KNF) which leverages DNNs to learn the linear Koopman space and the coefficients of chosen measurement functions. KNF imposes appropriate inductive biases for improved robustness against distributional shifts, employing both a global operator to learn shared characteristics and a local operator to capture changing dynamics, as well as a specially-designed feedback loop to continuously update the learned operators over time for rapidly varying behaviors. We demonstrate that \ours{} achieves superior performance compared to the alternatives, on multiple time series datasets that are shown to suffer from distribution shifts.


翻译:时间分布变化,其内在动态随时间而变化,经常发生于现实世界时间序列中,对深神经网络构成根本挑战。 在本文中,我们提出了一个基于Koopman理论的新型深度序列模型,用于时间序列预测:Koopman神经预报(KNF),利用DNNS学习线性库普曼空间和所选测量功能的系数。 KNF对分配变化的强度提高提出了适当的感应偏向,同时聘请了全球操作员学习共同特性和本地操作员来捕捉变化中的动态,以及一个专门设计的反馈循环,以便不断更新学习的操作员,以适应迅速变化的行为。我们证明,在多个时间序列数据集上,我们实现了优于替代品的优异性业绩,这些数据集显示因分配变化而受到影响。</s>

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