We propose the Multiple Changepoint Isolation (MCI) method for detecting multiple changes in the mean and covariance of a functional process. We first introduce a pair of projections to represent the variability "between" and "within" the functional observations. We then present an augmented fused lasso procedure to split the projections into multiple regions robustly. These regions act to isolate each changepoint away from the others so that the powerful univariate CUSUM statistic can be applied region-wise to identify the changepoints. Simulations show that our method accurately detects the number and locations of changepoints under many different scenarios. These include light and heavy tailed data, data with symmetric and skewed distributions, sparsely and densely sampled changepoints, and mean and covariance changes. We show that our method outperforms a recent multiple functional changepoint detector and several univariate changepoint detectors applied to our proposed projections. We also show that MCI is more robust than existing approaches and scales linearly with sample size. Finally, we demonstrate our method on a large time series of water vapor mixing ratio profiles from atmospheric emitted radiance interferometer measurements.


翻译:我们建议多变点隔离法(MCI) 用于检测功能过程平均值和变量的多重变化。 我们首先引入一对预测, 以代表功能观测“ 之间” 和“ 内部” 的变异性。 然后我们展示一个强化的导合拉索程序, 将预测强有力地分解到多个区域。 这些区域的行为是将每个变化点与其它区域隔离开来, 这样强大的单变点 CUSUM 统计数据可以在区域间应用, 以辨别变化点。 模拟显示我们的方法准确检测了许多不同情景下的变化点的数量和位置。 其中包括光和重尾部数据、 有对称和偏差分布的数据、 分散和密集抽样的变化点数据, 以及平均值和共变性变化。 我们显示, 我们的方法超越了一个最近的多功能变点探测器和数个单变点检测器, 用于我们提议的预测。 我们还表明, MCI 比现有的方法和线性尺度比样本大小的尺度要强。 最后, 我们展示了我们从大气气压内部测量大量时间序列中测量水气压混合比例的方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知会员服务
37+阅读 · 2020年8月22日
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
【课程】纽约大学 DS-GA 1003 Machine Learning
专知会员服务
44+阅读 · 2019年10月29日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Soft-NMS – Improving Object Detection With One Line of Code
统计学习与视觉计算组
6+阅读 · 2018年3月30日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2017年7月11日
LibRec 每周算法:Collaborative Metric Learning (WWW'17)
LibRec智能推荐
6+阅读 · 2017年7月4日
Arxiv
21+阅读 · 2020年10月11日
3D-LaneNet: end-to-end 3D multiple lane detection
Arxiv
7+阅读 · 2018年11月26日
Arxiv
6+阅读 · 2018年3月19日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Soft-NMS – Improving Object Detection With One Line of Code
统计学习与视觉计算组
6+阅读 · 2018年3月30日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2017年7月11日
LibRec 每周算法:Collaborative Metric Learning (WWW'17)
LibRec智能推荐
6+阅读 · 2017年7月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员