Modelling multivariate spatio-temporal data with identifiable variational autoencoders
Julkaisuvuosi
2025
Tekijät
Sipilä, Mika; Cappello, Claudia; De Iaco, Sandra; Nordhausen, Klaus; Taskinen, Sara
Abstrakti:
Modelling multivariate spatio-temporal data with complex dependency structures is a challenging task but can be simplified by assuming that the original variables are generated from independent latent components. If these components are found, they can be modelled univariately. Blind source separation aims to recover the latent components by estimating the unknown linear or nonlinear unmixing transformation based on the observed data only. In this paper, we extend recently introduced identifiable variational autoencoder to the nonlinear nonstationary spatio-temporal blind source separation setting and demonstrate its performance using comprehensive simulation studies. Additionally, we introduce two alternative methods for the latent dimension estimation, which is a crucial task in order to obtain the correct latent representation. Finally, we illustrate the proposed methods using a meteorological application, where we estimate the latent dimension and the latent components, interpret the components, and show how nonstationarity can be accounted and prediction accuracy can be improved by using the proposed nonlinear blind source separation method as a preprocessing method.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Kustantaja
Volyymi
181
Artikkelinumero
106774
ISSN
Julkaisufoorumi
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Matematiikka; Tilastotiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.neunet.2024.106774
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä