SparseTSF: Modeling Long-term Time Series Forecasting with 1k Parameters

Shengsheng Lin, Weiwei Lin, Wentai Wu, Haojun Chen, Junjie Yang

arXiv:2405.00946 · 2026-07-27 공개 · arXiv · PDF

parameter-efficient forecasting time-series low-resource lightweight-model temporal-dependencies long-term-forecasting sparse-tsf

Abstract

This paper introduces SparseTSF, a novel, extremely lightweight model for Long-term Time Series Forecasting (LTSF), designed to address the challenges of modeling complex temporal dependencies over extended horizons with minimal computational resources. At the heart of SparseTSF lies the Cross-Period Sparse Forecasting technique, which simplifies the forecasting task by decoupling the periodicity and trend in time series data. This technique involves downsampling the original sequences to focus on cross-period trend prediction, effectively extracting periodic features while minimizing the model's complexity and parameter count. Based on this technique, the SparseTSF model uses fewer than *1k* parameters to achieve competitive or superior performance compared to state-of-the-art models. Furthermore, SparseTSF showcases remarkable generalization capabilities, making it well-suited for scenarios with limited computational resources, small samples, or low-quality data. The code is publicly available at this repository: https://github.com/lss-1138/SparseTSF.

한국어 요약

한 줄 요약

SparseTSF는 1,000개 미만의 파라미터로 장기 시계열 예측 성능을 유지하는 초경량 모델이다.

핵심 기여도

핵심 아이디어

기존 장기 시계열 예측 모델은 수백만 개의 파라미터를 요구하며, 계산 자원이 제한된 환경에서는 실용성이 낮다. SparseTSF는 시계열 데이터의 내재적 주기성과 트렌드를 분리하는 Cross-Period Sparse Forecasting 기법을 도입하여, 예측 작업을 단순화하고 모델 복잡도를 극소화한다. 이 기법은 원본 시퀀스를 일정 주기로 다운샘플링하여, 주기성은 서브시퀀스 간 동적 특성으로, 트렌드는 서브시퀀스 내부 특성으로 재해석한다. 이를 통해 모델은 파라미터 수를 1k 미만으로 줄이며도 높은 예측 정확도를 유지할 수 있다.

기술적 접근법

주요 결과

의의 및 한계

SparseTSF는 파라미터 수를 극도로 줄이면서도 뛰어난 예측 성능을 유지함으로써, 자원 제한 환경에서의 실용성을 확보한다. 특히, 주기성과 트렌드 분리 기법은 기존 모델들이 복잡한 구조를 필요로 하는 문제를 해결한다. 그러나, 초장기 주기나 다중 주기를 포함하는 데이터셋에서의 성능은 명시되지 않았으며, 향후 연구 주제로 제시된다. 또한, 모델이 복잡한 비선형 패턴을 포착하는 능력은 제한적일 수 있다.

실용적 활용

SparseTSF는 IoT 기기, 모바일 애플리케이션, 에너지 관리 시스템 등에서 실시간 예측이 필요한 저자원 환경에 적합하다. 또한, 소규모 샘플이나 저품질 데이터를 다루는 연구 분야에서도 유용하게 활용될 수 있다.