Nonlinear blind source separation exploiting spatial nonstationarity

Nonlinear blind source separation exploiting spatial nonstationarity

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Sipilä, Mika; Nordhausen, Klaus; Taskinen, Sara

Tiivistelmä

In spatial blind source separation the observed multivariate random fields are assumed to be mixtures of latent spatially dependent random fields. The objective is to recover latent random fields by estimating the unmixing transformation. Currently, the algorithms for spatial blind source separation can only estimate linear unmixing transformations. Nonlinear blind source separation methods for spatial data are scarce. In this paper, we extend an identifiable variational autoencoder that can estimate nonlinear unmixing transformations to spatially dependent data, and demonstrate its performance for both stationary and nonstationary spatial data using simulations. In addition, we introduce scaled mean absolute Shapley additive explanations for interpreting the latent components through nonlinear mixing transformation. The spatial identifiable variational autoencoder is applied to a geochemical dataset to find the latent random fields, which are then interpreted by using the scaled mean absolute Shapley additive explanations. Finally, we illustrate how the proposed method can be used as a pre-processing method when making multivariate predictions.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Nordhausen Klaus Orcid -palvelun logo

Sipilä Mika Orcid -palvelun logo

Taskinen Sara Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

665

Artikkelinumero

120365

Julkaisu­foorumi

57847

Julkaisufoorumitaso

3

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Tilastotiede; Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.ins.2024.120365

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä