Self-supervised contrastive learning has become a key technique in deep learning, particularly in time series analysis, due to its ability to learn meaningful representations without explicit supervision. Augmentation is a critical component in contrastive learning, where different augmentations can dramatically impact performance, sometimes influencing accuracy by over 30%. However, the selection of augmentations is predominantly empirical which can be suboptimal, or grid searching that is time-consuming. In this paper, we establish a principled framework for selecting augmentations based on dataset characteristics such as trend and seasonality. Specifically, we construct 12 synthetic datasets incorporating trend, seasonality, and integration weights. We then evaluate the effectiveness of 8 different augmentations across these synthetic datasets, thereby inducing generalizable associations between time series characteristics and augmentation efficiency. Additionally, we evaluated the induced associations across 6 real-world datasets encompassing domains such as activity recognition, disease diagnosis, traffic monitoring, electricity usage, mechanical fault prognosis, and finance. These real-world datasets are diverse, covering a range from 1 to 12 channels, 2 to 10 classes, sequence lengths of 14 to 1280, and data frequencies from 250 Hz to daily intervals. The experimental results show that our proposed trend-seasonality-based augmentation recommendation algorithm can accurately identify the effective augmentations for a given time series dataset, achieving an average Recall@3 of 0.667, outperforming baselines. Our work provides guidance for studies employing contrastive learning in time series analysis, with wide-ranging applications. All the code, datasets, and analysis results will be released at https://github.com/DL4mHealth/TS-Contrastive-Augmentation-Recommendation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Arxiv
25+阅读 · 2018年1月24日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员