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神经时间点过程 (Neural TPP) 2026-06-16 2026-06-16 concept
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神经时间点过程 (Neural TPP)

神经 TPP 利用深度神经网络增强 TPP 的表达能力,用隐向量编码事件历史,然后参数化下一事件的条件分布。

三大架构演进

1. RNN-based TPP

最早范式 (Du et al., 2016; Mei & Eisner, 2017)。RNN/LSTM 编码事件历史 (t_1,...,t_n) 为隐状态 h_n,然后:

lambda*(t) = softplus(w^T h_n + b*(t-t_n))
  • 优点:自然处理变长序列,在线预测
  • 缺点:难以捕捉长程依赖,历史编码压缩在单一向量中

2. Transformer-based TPP自回归

自注意力机制直接建模所有历史事件对下一事件的共同影响 (Zhang et al., 2020)

  • Self-Attentive Hawkes Process (SAHP):用注意力权重替代 Hawkes 的显式触发函数,提供可解释的事件重要性
  • Transformer Hawkes Process (THP):标准 Transformer 编码器提取历史表征
  • Sparse Transformer Hawkes:稀疏注意力处理长序列效率问题

3. Diffusion-based TPP

扩散模型将事件序列生成建模为迭代去噪过程 (Lüdke et al., 2023)

  • 优势:非自回归生成,批量化长程预测,避免误差累积
  • 劣势:时序一致性弱,训练/推理成本高,缺乏显式似然

四种参数化选择

所有神经 TPP 最终需要选择如何表示下一事件的条件分布:

参数化 方法 数值积分 采样
条件强度 lambda* ReLU/softplus/exp 需要 Monte Carlo thinning
条件密度 `f(t H)` 混合对数正态 不需要
累积强度 Lambda* 单调网络/样条 不需要 逆变换
逆 CDF F^{-1} 单调有理二次样条 不需要 高效采样

Intensity-free 方法(后三种)避免了 ∫ lambda* 的数值积分——见 intensity-free-modeling

参考