FastSTI: A Fast Conditional Pseudo Numerical Diffusion Model for Spatio-Temporal Traffic Data Imputation

计算机科学 插补(统计学) 统计物理学 数据挖掘 物理 机器学习 缺少数据
作者
Shaokang Cheng,Nada Osman,Shiru Qu,Lamberto Ballan
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-14
标识
DOI:10.1109/tits.2024.3469240
摘要

High-quality spatiotemporal traffic data is crucial for intelligent transportation systems (ITS) and their data-driven applications. Inevitably, the issue of missing data caused by various disturbances threatens the reliability of data acquisition. Recent studies of diffusion probability models have demonstrated the superiority of deep generative models in imputation tasks by precisely capturing the spatio-temporal correlation of traffic data. One drawback of diffusion models is their slow sampling/denoising process. In this work, we aim to accelerate the imputation process while retaining the performance. We propose a fast conditional diffusion model for spatiotemporal traffic data imputation (FastSTI). To speed up the process yet, obtain better performance, we propose the application of a high-order pseudo-numerical solver. Our method further revs the imputation by introducing a predefined alignment strategy of variance schedule during the sampling process. Evaluating FastSTI on two types of real-world traffic datasets (traffic speed and flow) with different missing data scenarios proves its ability to impute higher-quality samples in only six sampling steps, especially under high missing rates (60\% $\sim$ 90\%). The experimental results illustrate a speed-up of $\textbf{8.3} \times$ faster than the current state-of-the-art model while achieving better performance.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
leooooo发布了新的文献求助10
刚刚
zhuzhu发布了新的文献求助10
1秒前
DT发布了新的文献求助10
2秒前
万能图书馆应助wangyue采纳,获得10
2秒前
zd完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
泡鹅完成签到,获得积分10
2秒前
scifff发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Jasper应助生物摸鱼大师采纳,获得10
3秒前
可爱的函函应助zhuzhu采纳,获得10
3秒前
幻听发布了新的文献求助10
4秒前
lunky发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
wanci应助lll采纳,获得30
4秒前
huanmo完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
科目三应助端庄的正豪采纳,获得10
5秒前
Agonie完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
丘比特应助LGJ采纳,获得10
6秒前
xunmacaoyan完成签到,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
萍05发布了新的文献求助10
7秒前
陈哈哈发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
汉堡包应助13981592626采纳,获得10
9秒前
wangxiaoli0991完成签到 ,获得积分10
9秒前
weimei发布了新的文献求助10
9秒前
科研椰子发布了新的文献求助10
10秒前
汉堡包应助夏xia采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
陈橙橙子发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
犹豫耳机完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6114875
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7943230
关于积分的说明 16469893
捐赠科研通 5239143
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2799248
邀请新用户注册赠送积分活动 1780894
关于科研通互助平台的介绍 1653070