Many time series can be modeled as a sequence of segments representing high-level discrete states, such as running and walking in a human activity application. Flexible models should describe the system state and observations in stationary "pure-state" periods as well as transition periods between adjacent segments, such as a gradual slowdown between running and walking. However, most prior work assumes instantaneous transitions between pure discrete states. We propose a dynamical Wasserstein barycentric (DWB) model that estimates the system state over time as well as the data-generating distributions of pure states in an unsupervised manner. Our model assumes each pure state generates data from a multivariate normal distribution, and characterizes transitions between states via displacement-interpolation specified by the Wasserstein barycenter. The system state is represented by a barycentric weight vector which evolves over time via a random walk on the simplex. Parameter learning leverages the natural Riemannian geometry of Gaussian distributions under the Wasserstein distance, which leads to improved convergence speeds. Experiments on several human activity datasets show that our proposed DWB model accurately learns the generating distribution of pure states while improving state estimation for transition periods compared to the commonly used linear interpolation mixture models.


翻译:许多时间序列可以作为代表高度离散状态的区段序列进行模拟,例如运行和在人类活动应用中行走。灵活模型应当描述系统状态和在固定的“质状态”期间以及相邻段间过渡期的系统观察,例如运行和行走之间的逐渐减速。然而,大多数先前的工作假设了纯离散状态之间的瞬间转换。我们提议了一个动态瓦西斯坦野蛮中心(DWB)模型,该模型以不受监督的方式对系统长期状况以及纯状态的生成数据分布进行估算。我们的模型假设每个纯状态生成多变正常分布的数据,并描述通过瓦塞斯坦大气中枢规定的离位-内插度期间的系统状态和观察。这个系统状态代表着一种固态的重量矢量矢量,随着时间的演变,通过在简单x上随机行走动而演变。Parameter学习利用瓦塞斯坦距离下高斯分布的自然里曼地理测量,从而改进了趋同速度。在几个人类活动模型上进行的实验表明,通过瓦塞斯坦大气中位的模型将改进了我们使用的纯度分布模型,同时将不断学习。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
48+阅读 · 2022年10月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月19日
Arxiv
33+阅读 · 2022年2月15日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
17+阅读 · 2019年10月30日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员