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SDSC: Una métrica consciente de la estructura para el aprendizaje de la representación de señales semánticas

Created by
  • Haebom

Autor

Jeyoung Lee, Hochul Kang

Describir

En este artículo, proponemos una función métrica que considera la estructura, el Coeficiente de Similitud de Dice de la señal (SDSC), para el aprendizaje autosupervisado de series temporales. Muchos métodos de aprendizaje autosupervisado existentes utilizan funciones objetivo basadas en la distancia, como el error cuadrático medio (MSE), que es sensible a la amplitud, invariante a la polaridad de la forma de onda y de escala infinita, lo que dificulta la alineación semántica y reduce la interpretabilidad. SDSC aborda este problema cuantificando la consistencia estructural entre señales temporales basándose en la intersección de amplitudes codificadas derivadas del Coeficiente de Similitud de Dice (DSC). Si bien SDSC se define como una métrica que considera la estructura, puede utilizarse como función de pérdida para la optimización basada en gradientes restando de 1 y aplicando una aproximación diferenciable de la función de Heaviside. También proponemos una formulación de pérdida híbrida que combina SDSC y MSE para mejorar la estabilidad y, cuando sea necesario, preservar la amplitud. Los resultados experimentales sobre parámetros de predicción y clasificación demuestran que el preentrenamiento basado en SDSC alcanza un rendimiento comparable o superior al de MSE, especialmente en escenarios específicos del dominio y de bajos recursos. Estos resultados sugieren que la fidelidad estructural de las representaciones de señales mejora la calidad de la representación semántica, y que las métricas que tienen en cuenta la estructura deberían considerarse una alternativa viable a los métodos existentes basados en la distancia.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Proponemos SDSC, una nueva métrica que tiene en cuenta la estructura para el aprendizaje autosupervisado de series temporales
Alineación semántica e interpretabilidad mejoradas al resolver problemas de sensibilidad de amplitud y escala infinita.
Logra un rendimiento equivalente o mejorado en escenarios de dominio y de recursos bajos en comparación con los métodos basados en MSE
Enfatiza el impacto de la fidelidad estructural de la representación de la señal en la calidad de la representación semántica.
Limitations:
Se necesitan más investigaciones sobre el rendimiento de generalización de SDSC.
Necesidad de evaluar el rendimiento de varios tipos de datos de series de tiempo
Necesidad de análisis comparativo con otras métricas de reconocimiento de estructuras
Se requiere análisis de errores debido al uso de una aproximación diferenciable de la función de Heaviside
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