要旨: 時系列予測における近年の進展は、アーキテクチャの複雑化を急速に押し進めてきましたが、多くの報告された最先端(State-of-the-Art)の向上は統計的に脆弱であったり、誤って帰属されていたりします。私たちは、進歩にはモデル選択からモジュール化された帰属(attribution)への転換が必要だと主張します。つまり、どのコンポーネントが真に性能を駆動しているのかを特定することです。私たちは、CombinationTSという自己完結型の確率的評価フレームワークを提案します。これは、予測モデルを直交するモジュール--入力変換(Input Transformation)、埋め込み(Embedding)、エンコーダ(Encoder)、デコーダ(Decoder)、出力変換(Output Transformation)--に分解し、共通の評価条件空間のもとでそれらを評価します。各コンポーネントを、周辺化された性能(\mu)と安定性(\sigma)によって定量化することで、CombinationTSは脆弱な一点推定を超えた頑健な帰属を可能にします。大規模なペア評価を通じて、私たちは「アイデンティティのパラドックス(Identity Paradox)」を見いだします。すなわち、データの見え方(Embedding)が十分に設計されている場合、パラメータなしのアイデンティティ・エンコーダは、複雑なバックボーンに匹敵、あるいはそれを上回ることが多いのです。さらに、入力変換によって明示的に導入される構造的事前知識は、エンコーダの複雑さを増やすよりも、より好ましい性能-安定性のトレードオフをもたらすことを示し、アーキテクチャ上の必然性(necessity)に対する原理的なベースラインを確立します。
CombinationTS:時系列予測モデルを理解するためのモジュール型フレームワーク
arXiv cs.LG / 2026/5/5
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要点
- 本稿は、時系列予測研究はモデル選定に留まるのではなく、モジュール単位での帰属(アトリビューション)を行い、性能に本当に効いている要素を特定するべきだと主張しています。
- CombinationTSという自己完結型の確率的評価フレームワークを提案し、予測アーキテクチャを Input Transformation・Embedding・Encoder・Decoder・Output Transformation のような直交的モジュールに分解して、共通の評価条件空間で比較します。
- CombinationTSは、各モジュールの寄与を周辺化された性能(μ)と安定性(σ)で定量化し、点推定に依存する脆さの少ない頑健な解釈を目指します。
- 大規模なペア評価により「Identity Paradox」が報告され、Embedding(データの見せ方)がうまく設計されている場合、パラメータ不要の Identity Encoder が複雑なバックボーンと同等以上の性能を示し得ます。
- さらに、Input Transformation による明示的な構造的事前(プリオリ)を導入すると、Encoder を複雑化するよりも性能–安定性のトレードオフが有利になり、アーキテクチャの必然性を見極めるための原則的ベースラインにつながると示されています。



