Segmented models are widely used to describe non-stationary sequential data with discrete change points. Their estimation usually requires solving a mixed discrete-continuous optimization problem, where the segmentation is the discrete part and all other model parameters are continuous. A number of estimation algorithms have been developed that are highly specialized for their specific model assumptions. The dependence on non-standard algorithms makes it hard to integrate segmented models in state-of-the-art deep learning architectures that critically depend on gradient-based optimization techniques. In this work, we formulate a relaxed variant of segmented models that enables joint estimation of all model parameters, including the segmentation, with gradient descent. We build on recent advances in learning continuous warping functions and propose a novel family of warping functions based on the two-sided power (TSP) distribution. TSP-based warping functions are differentiable, have simple closed-form expressions, and can represent segmentation functions exactly. Our formulation includes the important class of segmented generalized linear models as a special case, which makes it highly versatile. We use our approach to model the spread of COVID-19 with Poisson regression, apply it on a change point detection task, and learn classification models with concept drift. The experiments show that our approach effectively learns all these tasks with standard algorithms for gradient descent.


翻译:分解模型被广泛用于描述非静止相继数据,并带有离散的变化点。它们的估算通常需要解决一个混合的离散连续优化问题,即分解是离散部分,所有其他模型参数都是连续的。一些估算算法已经开发出来,对其具体的模型假设具有高度的专业性。对非标准算法的依赖使得很难将分解模型纳入高度依赖梯度优化技术的先进深层次学习结构中。在这项工作中,我们制定了一个松散的模型变体,以便能够联合估计所有模型参数,包括分解和梯度下降。我们在学习连续扭曲功能方面最近取得的进展的基础上,提出了基于双向能力分布的新型扭曲函数。基于TSP的扭曲算法功能是不同的,具有简单的封闭式表达方式,可以代表分解功能。我们的构件包括分解的普通直线模型的重要类别,作为特殊案例,因此具有高度的灵活性。我们用我们的方法来模拟COVI-19的扩展和Poisson的回归方法。我们利用了最近的进展,学习了基于双向值分布法的分级模型,并有效地学习了我们的标准递化任务。

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/
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【ICML2020】小样本目标检测
专知会员服务
90+阅读 · 2020年6月2日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Recent advances in deep learning theory
Arxiv
50+阅读 · 2020年12月20日
Arxiv
5+阅读 · 2016年10月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员