Time series forecasting is a relevant task that is performed in several real-world scenarios such as product sales analysis and prediction of energy demand. Given their accuracy performance, currently, Recurrent Neural Networks (RNNs) are the models of choice for this task. Despite their success in time series forecasting, less attention has been paid to make the RNNs trustworthy. For example, RNNs can not naturally provide an uncertainty measure to their predictions. This could be extremely useful in practice in several cases e.g. to detect when a prediction might be completely wrong due to an unusual pattern in the time series. Whittle Sum-Product Networks (WSPNs), prominent deep tractable probabilistic circuits (PCs) for time series, can assist an RNN with providing meaningful probabilities as uncertainty measure. With this aim, we propose RECOWN, a novel architecture that employs RNNs and a discriminant variant of WSPNs called Conditional WSPNs (CWSPNs). We also formulate a Log-Likelihood Ratio Score as better estimation of uncertainty that is tailored to time series and Whittle likelihoods. In our experiments, we show that RECOWNs are accurate and trustworthy time series predictors, able to "know when they do not know".


翻译:时间序列预测是几个现实世界情景中的一项相关任务,例如产品销售分析和能源需求的预测。鉴于其准确性,目前,经常神经网络(RNNS)是这项任务的选择模式。尽管在时间序列预测中取得了成功,但较少注意使RNN具有可信赖性。例如,RNN不能自然地为预测提供不确定度量。这在几个案例中可能非常有用,例如,在一些案例中,在预测可能完全错误时,发现由于时间序列的异常模式而可能完全错误的时候。Whittle 超额生产网络(WSPNs),在时间序列中显著的深可移动性概率电路(PCs),可以帮助RNN(PCs)提供有意义的概率,作为不确定性的衡量尺度。为此,我们建议RECOWN(REWN),一个使用RNs的新结构,一个称为NPs Conditional WSPs(CWSPs)的相近似变体变体。我们还制定了一个对不确定性的测算比值比值,以更好地估计时间序列和Whtlettle possitional res 。 “当我们知道时间序列时,我们是否准确性能预测”。

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