3 个月前

基于粗化策略提升MLP在长期时间序列预测中的性能

基于粗化策略提升MLP在长期时间序列预测中的性能

摘要

深度学习方法在长期时间序列预测任务中展现出显著优势,但往往难以在表达能力与计算效率之间取得平衡。尽管采用多层感知机(MLP)可作为一种折中方案,但其固有的逐点映射机制仍带来两大关键问题:上下文依赖关系不足,以及信息瓶颈机制不充分。为此,本文提出一种新型网络结构——粗化感知机网络(Coarsened Perceptron Network, CP-Net),其核心在于引入一种粗化策略,通过将孤立的时间点聚合为信息粒(information granules),有效缓解了传统MLP所面临的问题。CP-Net采用两阶段框架,主要用于提取语义与上下文模式,能够在更长的时间跨度上保持相关性,同时抑制高频噪声的干扰。进一步地,通过引入多尺度结构,不同粒度的模式被融合,从而实现更全面的预测。CP-Net完全基于结构简洁的卷积操作构建,不仅保持了线性计算复杂度和较低的运行时开销,且在七个主流预测基准上相较当前最优方法(SOTA)实现了4.1%的性能提升。

代码仓库

nannanbian/cpnet
官方
pytorch

基准测试

基准方法指标
time-series-forecasting-on-etth1-336-1CPNet
MAE: 0.450
MSE: 0.479

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