Published April 27, 2020
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Journal article
NEWMA: a new method for scalable model-free online change-point detection
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- GIPSA Pôle Géométrie, Apprentissage, Information et Algorithmes (GIPSA-GAIA) ; Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ) ; Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ) ; Université Grenoble Alpes (UGA)
- COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
- Modèles et algorithmes pour l'intelligence artificielle (MAASAI) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Laboratoire Jean Alexandre Dieudonné (JAD) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Scalable and Pervasive softwARe and Knowledge Systems (Laboratoire I3S - SPARKS) ; Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- LightOn [Paris]
Description
We consider the problem of detecting abrupt changes in the distribution of a multi-dimensional time series, with limited computing power and memory. In this paper, we propose a new method for model-free online change-point detection that relies only on fast and light recursive statistics, inspired by the classical Exponential Weighted Moving Average algorithm (EWMA). The proposed idea is to compute two EWMA statistics on the stream of data with different forgetting factors, and to compare them. By doing so, we show that we implicitly compare recent samples with older ones, without the need to explicitly store them. Additionally, we leverage Random Features to efficiently use the Maximum Mean Discrepancy as a distance between distributions. We show that our method is orders of magnitude faster than usual non-parametric methods for a given accuracy.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02484988
- URN
- urn:oai:HAL:hal-02484988v1
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- UNICA