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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Probabilistic Prediction of Chaotic Time Series Using Similarity of Attractors and LOOCV Predictable Horizons for Obtaining Plausible Predictions

verfasst von : Shuichi Kurogi, Mitsuki Toidani, Ryosuke Shigematsu, Kazuya Matsuo

Erschienen in: Neural Information Processing

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

This paper presents a method for probabilistic prediction of chaotic time series. So far, we have developed several model selection methods for chaotic time series prediction, but the methods cannot estimate the predictable horizon of predicted time series. Instead of using model selection methods employing the estimation of mean square prediction error (MSE), we present a method to obtain a probabilistic prediction which provides a prediction of time series and the estimation of predictable horizon. The method obtains a set of plausible predictions by means of using the similarity of attractors of training time series and the time series predicted by a number of learning machines with different parameter values, and then obtains a smaller set of more plausible predictions with longer predictable horizons estimated by LOOCV (leave-one-out cross-validation) method. The effectiveness and the properties of the present method are shown by means of analyzing the result of numerical experiments.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Kurogi, S., Ono, K., Nishida, T.: Experimental analysis of moments of predictive deviations as ensemble diversity measures for model selection in time series prediction. In: Lee, M., Hirose, A., Hou, Z.-G., Kil, R.M. (eds.) ICONIP 2013, Part III. LNCS, vol. 8228, pp. 557–565. Springer, Heidelberg (2013) CrossRef Kurogi, S., Ono, K., Nishida, T.: Experimental analysis of moments of predictive deviations as ensemble diversity measures for model selection in time series prediction. In: Lee, M., Hirose, A., Hou, Z.-G., Kil, R.M. (eds.) ICONIP 2013, Part III. LNCS, vol. 8228, pp. 557–565. Springer, Heidelberg (2013) CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Kurogi, S., Shigematsu, R., Ono, K.: Properties of direct multi-step ahead prediction of chaotic time series and out-of-bag estimate for model selection. In: Loo, C.K., Yap, K.S., Wong, K.W., Teoh, A., Huang, K. (eds.) ICONIP 2014, Part II. LNCS, vol. 8835, pp. 421–428. Springer, Heidelberg (2014) Kurogi, S., Shigematsu, R., Ono, K.: Properties of direct multi-step ahead prediction of chaotic time series and out-of-bag estimate for model selection. In: Loo, C.K., Yap, K.S., Wong, K.W., Teoh, A., Huang, K. (eds.) ICONIP 2014, Part II. LNCS, vol. 8835, pp. 421–428. Springer, Heidelberg (2014)
3.
Zurück zum Zitat Aihara, K.: Theories and Applications of Chaotic Time Series Analysis. Sangyo Tosho, Tokyo (2000) Aihara, K.: Theories and Applications of Chaotic Time Series Analysis. Sangyo Tosho, Tokyo (2000)
4.
Zurück zum Zitat Slingo, J., Palmer, T.: Uncertainty in weather and climate prediction. Phil. Trans. R. Soc. A 369, 4751–4767 (2011)CrossRefMATH Slingo, J., Palmer, T.: Uncertainty in weather and climate prediction. Phil. Trans. R. Soc. A 369, 4751–4767 (2011)CrossRefMATH
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Zurück zum Zitat Kurogi, S., Sawa, M., Tanaka, S.: Competitive associative nets and cross-validation for estimating predictive uncertainty on regression problems. In: Quiñonero-Candela, J., Dagan, I., Magnini, B., d’Alché-Buc, F. (eds.) MLCW 2005. LNCS (LNAI), vol. 3944, pp. 78–94. Springer, Heidelberg (2006) Kurogi, S., Sawa, M., Tanaka, S.: Competitive associative nets and cross-validation for estimating predictive uncertainty on regression problems. In: Quiñonero-Candela, J., Dagan, I., Magnini, B., d’Alché-Buc, F. (eds.) MLCW 2005. LNCS (LNAI), vol. 3944, pp. 78–94. Springer, Heidelberg (2006)
Metadaten
Titel
Probabilistic Prediction of Chaotic Time Series Using Similarity of Attractors and LOOCV Predictable Horizons for Obtaining Plausible Predictions
verfasst von
Shuichi Kurogi
Mitsuki Toidani
Ryosuke Shigematsu
Kazuya Matsuo
Copyright-Jahr
2015
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-26555-1_9