undefined

Modelling multivariate spatio-temporal data with identifiable variational autoencoders

Publiceringsår

2025

Upphovspersoner

Sipilä, Mika; Cappello, Claudia; De Iaco, Sandra; Nordhausen, Klaus; Taskinen, Sara

Abstrakt

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.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Jyväskylä universitet

Nordhausen Klaus Orcid -palvelun logo

Sipilä Mika Orcid -palvelun logo

Taskinen Sara Orcid -palvelun logo

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Journal/Serie

Neural Networks

Förläggare

Elsevier

Volym

181

Artikelnummer

106774

Publikationsforum

63865

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Parallellsparad

Ja

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Matematik; Statistik

Nyckelord

[object Object],[object Object],[object Object]

Publiceringsland

Förenta staterna (USA)

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1016/j.neunet.2024.106774

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja