[預印本]時空流感預測的生成擴散模型

傳染病發病率預測可為公共衛生規劃提供重要依據,但因其流行病學動態複雜而難以實現。現有機理模型與統計方法常難以捕捉多峰不確定性或新興趨勢。Influpaint采用去噪擴散概率模型進行流行病預測,通過將流感季節編碼為時空圖像(像素強度表示發病率),從監測數據與模擬軌跡混合數據集中學習疾病動力學的豐富分布。預測任務被構建為基於部分觀測的條件生成(圖像修複)問題。我們證明,Influpaint能生成逼真且多樣的疫情軌跡,並在回顧性評估中達到可與主流集成方法相媲美的預測精度。在2023-2025年美國CDC FluSight挑戰賽的實時評估中,其性能隨季節顯著提升,2024-2025年季節的預測高度准確但略顯過度自信。采用含30%監測數據和70%模擬軌跡的訓練集時性能最佳。這些結果表明,擴散模型能夠捕捉流感動力學中的重要時空結構,為傳染病概率預測提供靈活框架。