17 天前

WinNet:仅需一个卷积层即可实现时间序列预测

Wenjie Ou, Zhishuo Zhao, Dongyue Guo, Zheng Zhang, Yi Lin
WinNet:仅需一个卷积层即可实现时间序列预测
摘要

近年来,深度学习模型在时间序列预测任务中取得了显著的性能提升。本文提出了一种高精度且结构简洁的基于卷积神经网络(CNN)的模型——WinNet,该模型仅包含一个卷积层,其核心设计包含以下四个关键组件:(i) 子窗口划分模块(Sub-window Division block),用于将时间序列转换为二维张量;(ii) 双重预测机制(Dual-Forecasting mechanism),用于捕捉序列的短期与长期变化特征;(iii) 二维混合分解模块(Two-dimensional Hybrid Decomposition, TDD),用于将二维张量分解为趋势项与季节项,以消除非平稳性;(iv) 分解相关性模块(Decomposition Correlation Block, DCB),通过卷积层挖掘趋势项与季节项之间的相关性。在八个基准数据集上的实验结果表明,WinNet在预测精度上达到当前最优(SOTA)水平,同时相较于基于CNN、MLP和Transformer的方法,具有更低的计算复杂度。代码已开源,地址为:https://github.com/ouwen18/WinNet。