论文
关于归纳偏差在时间序列预训练中的作用:学习临床时间序列可推广表示的案例研究
On the Role of Inductive Bias in Time-Series Pretraining: A Case Study in Learning Generalizable Representations for Clinical Time Series
摘要
临床时间序列学习通常受到小型、异质队列和协议漂移的限制,而其下游用途涵盖分类(例如病理诊断)和回归(例如时间预测)。这些限制使得基础模型预训练很有吸引力,但提出了一个重要问题:预训练目标应该施加哪些归纳偏差,以便表征能够跨任务类型和主题转移。我们通过 PathoFM 在脊髓损伤 (SCI) 的病理步态分析中研究这个问题,PathoFM 是一种以编码器为中心的 Transformer,在多变量步态窗口上进行预训练,具有三个互补的目标:局部完成(重建连续的屏蔽跨度以加强局部结构)、时间连续性(从观察到的前缀预测屏蔽中水平连续性,以加强平滑性和因果一致性)和无监督上下文动态(通过注意力以主题样本窗口为条件的支持查询重建)。根据经验比较目标系列(分组/对比、基于动力学和生成重建),我们发现以动力学为中心的混合产生最平衡的传输:分组目标有利于判别裕度,但会降低连续目标所需的幅度保真度,而仅重建目标保留波形结构,但在分类方面可能表现不佳。总体而言,将局部重建与时间连续性相结合,并在样本访问现实时添加上下文条件,可以产生强大的主题概括表示。