Recently there has been an increased interest in the development of kernel methods for learning with sequential data. The truncated signature kernel is a new learning tool designed to handle irregularly sampled, multidimensional data streams. In this article we consider the untruncated signature kernel and show that for paths of bounded variation it is the solution of a Goursat problem. This linear hyperbolic PDE only depends on the increments of the input sequences, doesn't require the explicit computation of signatures and can be solved using any PDE numerical solver; it is a kernel trick for the untruncated signature kernel. In addition, we extend the analysis to the space of geometric rough paths, and establish using classical results from stochastic analysis that the rough version of the untruncated signature kernel solves a rough integral equation analogous to the Goursat problem for the bounded variation case. Finally we empirically demonstrate the effectiveness of this kernel in two data science applications: multivariate time-series classification and dimensionality reduction.


翻译:最近,人们越来越关注开发内核方法,以便用相继数据来学习。脱节的签名内核是一种新的学习工具,旨在处理非常规抽样的多维数据流。在本篇文章中,我们考虑了未脱节的签名内核,并表明,对于封闭的变异路径,它是Goursat问题的解决方案。这个线性双曲PDE仅取决于输入序列的递增,不需要对签名进行明确的计算,并且可以使用任何PDE数字求解器加以解决;这是未脱节的签名内核的一种戏法。此外,我们将分析扩大到几何粗路径的空间,并使用典型分析结果确定,即未脱节的签名内核的粗略版本可以解决一个与Goursat问题相类似的、与受约束变异案例相近的粗略整体方程式。最后,我们从经验上证明了该内核内核在两个数据科学应用中的有效性:多变时间序列分类和维度缩减。

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