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Enregistrement W4387937329 · doi:10.36227/techrxiv.24328609

An Explicit Improvement on Generative Adversarial Network-Based Time Series Generation: Applying Synthetic Data to N2O Emission Prediction in Farming

2023· preprint· en· W4387937329 sur OpenAlexaff
Ci Lin, Patrick Killeen, Futong Li, Tet Yeap, Iluju Kiringa

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueTime Series Analysis and Forecasting
Établissements canadiensUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSeries (stratigraphy)Computer scienceSmoothingSynthetic dataAlgorithmTime seriesMatching (statistics)Sampling (signal processing)MathematicsData miningStatisticsMachine learningFilter (signal processing)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

<p>Traditionally, time series data augmentation has primarily focused on improving the architecture of Generative Adversarial Network (GAN), with the aim of closely matching the original data distribution while also preserving the dynamic behavior of the original data. However, even state-of-the-art GAN models like TimeGAN fall short in preserving the temporal dynamics present in the original time series due to the absence of first-order difference information. To address this limitation, this study proposes a novel process for generating multivariate time series data. The proposed process comprises four essential modules: a) the GAN module for generating multivariate time series data, b) the sampling module for preserving the first-order difference distribution, c) the smoothing module for refining the generated data, and d) an evaluation module using the Kolmogorov-Smirnov Test (KS-test) and Hilbert-Schmidt Independence Criterion (HSIC), along with other metrics to test the synthetic time series data. This comprehensive approach ensures that the synthetic time series data maintains both the distribution and the dynamic behavior of the original data.</p> <p>We extensively discuss the role of the β factor in the modified Metropolis-Hastings algorithm (in the sampling module), which controls the level of information preservation from the original time series. Our experiments reveal that with small β values, periodic information can be retained effectively. The joint distribution of the first-order difference of the synthetic time series data remains consistent when the same β value is applied in the modified Metropolis-Hastings algorithm. However, we observe that β has no impact on the partial autocorrelation functions. Nevertheless, the generated data from the sampling module maintains the memoryless property of the Markov Chain. Therefore, in the smoothing module, we apply the exponential moving average (EMA) method to simulate the long-term relationships within the original time series, and find that an optimal α value is approximately 0.4 or 0.5. Lastly, we employ the synthetic time series data to train a neural network model developed in another work. Our findings indicate that the neural network model trained on synthetic time series data exhibits performance comparable to that of a model trained on the original data.</p>

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,517
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,003
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,081
Tête enseignante GPT0,287
Écart entre enseignants0,206 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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