undefined

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 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

181

Artikkelinumero

106774

Julkaisu­foorumi

63865

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