Recent studies have shown the promising performance of deep learning models (e.g., RNN and Transformer) for long-term time series forecasting. These studies mostly focus on designing deep models to effectively combine historical information for long-term forecasting. However, the question of how to effectively represent historical information for long-term forecasting has not received enough attention, limiting our capacity to exploit powerful deep learning models. The main challenge in time series representation is how to handle the dilemma between accurately preserving historical information and reducing the impact of noisy signals in the past. To this end, we design a \textbf{F}requency \textbf{i}mproved \textbf{L}egendre \textbf{M}emory model, or {\bf FiLM} for short: it introduces Legendre Polynomial projections to preserve historical information accurately and Fourier projections plus low-rank approximation to remove noisy signals. Our empirical studies show that the proposed FiLM improves the accuracy of state-of-the-art models by a significant margin (\textbf{19.2\%}, \textbf{22.6\%}) in multivariate and univariate long-term forecasting, respectively. In addition, dimensionality reduction introduced by low-rank approximation leads to a dramatic improvement in computational efficiency. We also demonstrate that the representation module developed in this work can be used as a general plug-in to improve the performance of most deep learning modules for long-term forecasting. Code will be released soon


翻译:最近的研究显示,深层学习模型(如RNNN和变异器)对于长期时间序列的预测表现良好。这些研究主要侧重于设计深层模型,以便有效地将历史信息结合起来进行长期预测。然而,如何为长期预测有效地代表历史信息的问题没有得到足够重视,这限制了我们利用强大的深层学习模型的能力。时间序列代表的主要挑战是如何处理准确保存历史信息与减少过去噪音信号影响之间的两难困境。为此,我们设计了一个深层模型(如RNNN和变异器),主要侧重于设计深层模型,以便有效地将历史信息有效地结合到长期预测中,但是,如何有效地代表历史信息,如何准确利用富丽尔预测,加上低调的近似值,以消除噪音信号。我们的实证研究表明,我们提议的FILM 能够通过一个显著的边际差来提高目前状态模型的准确性 。

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