一种基于分形和相似性查找的非平稳时间序列符号化表示法

传统的时间序列表示方法均在不同程度上采用了对数据的约简手段,从而破坏了时间序列的非线性和分形这些重要的本质特征,也就使得时间序列的相似性匹配误差加大。提出一种高精度的随机非平稳时间序列表示方法FSPA,该方法将分形理论和R/S方法应用到现有的时间序列表示方法中,既保留了时间序列的非线性和分形的重要特征,同时也实现了维度的约简。实验分别在合成数据和实际数据上进行,结果表明,该方法具有更高的精度且需要较少的存储空间。     

一种有效的时间序列维数约简方法

提出了一种用于相似性查询的时间序列维数约简的有效方法，该方法采用快速小波变换将时间序列分解成不同频率的子带，用经过多分辨分解后得到的低频逼近信号重新表示原始序列，这样将一个高维的时间序列映射到一个低维空间，这种方法支持欧几理德距离标准和L－平移欧几理德距离标准，该算法的时间复杂性为O（n)。     

基于SAX的时间序列相似性度量方法*

符号化表示是一种有效的时间序列降维技术,其相似性度量是诸多挖掘任务的基础。基于SAX(sym-bolic aggregate approximation)的距离MINDIST_PAA_iSAX不满足对称性,在时间序列挖掘中具有局限性,提出了对称的度量Sym_PAA_SAX,且下界于欧拉距离。在真实数据集和合成数据集上的实验说明下界紧密性较好,相似搜索错报率较低。     

基于参考集索引的高效序列相似性查找算法

序列数据在文本、Web访问日志文件、生物数据库中普遍存在,对其进行相似性查找是一种重要的获取和分析知识的手段.基于参考集索引技术是一类解决序列相似性查找的有效方法,主要思想是找到序列数据库中的少数序列作为参考集,通过参考集过滤掉数据库中与查询序列不相关的数据,从而高效地回答查询.在现有基于参考集索引技术的基础上,提出一种过滤能力更强的序列相似性查询算法IRI(improved reference indexing).首先,充分利用了先前的查询结果集来加速当前的查询,其次考虑了基于序列特征的上界和下界,使得应用参考集进行过滤的上下界更紧,过滤能力进一步加强.最后,为了避免候选集中费时的编辑距离计算,则只计算前缀序列间的编辑距离,从而进一步加速算法运行.实验采用真实的DNA序列和蛋白质序列数据,结果表明,算法IRI在查询性能上明显优于现有的基于参考集索引方法RI(reference indexing).     

一种有效的的时间序列维数约简方法

提出了一种用于相似性查询的时间序列维数约简的有效方法 .该方法采用快速小波变换将时间序列分解成不同频率的子带 ,用经过多分辨分解后得到的低频逼近信号重新表示原始序列 .这样将一个高维的时间序列映射到一个低维空间 .这种方法支持欧几理德距离标准和 L -平移欧几理德距离标准 .该算法的时间复杂性为 O(n) .     

基于离散余弦变换的时间序列相似性检索

在时间序列相似性研究领域已经发展了多种方法用于时间序列的表示,以达到降低序列维度的目的.作为一种经典的时域-频域转换方法,离散余弦变换目前已经在图形图像处理等领域得到了广泛的应用.将此方法应用于时间序列的表示上,在变换后的数据上进行相似性查询等操作.实验表明,相对以前的方法,这种方法具有明显的性能提升.     

在时间序列相似性问题中滑动窗口的确定

作为一个非平凡命题,大多数时间序列相似性查找方法都涉及到了对原数据的维度简约.在保持原序列中有效信息量的同时,尽量降低计算复杂度是这些算法的关键.讨论滑动窗口在时间序列相似性降维技术中的实际应用,从中发现确定自适应滑动窗口大小的一种新方法.通过对时序特征值分布函数的挖掘,发现时间序列中的若干有效点,从而确定一组合适的滑动窗口大小,并根据序列变化的来决定最佳的滑动窗口.     

时间序列相似性分析中滑动窗口宽度的确定

时间序列相似性查找作为一种非平凡问题,大多数有效的求解方法都涉及到对原数据维度的简约。在有效地保持原序列中信息量的前提下,尽可能降低计算复杂度是算法的关键所在。通过讨论滑动窗口在时间序列相似性降维算法中的实际应用情况,从中发现一种自适应确定滑动窗口宽度的新方法。通过对时序特征值分布函数挖掘,发现时间序列中的有效特征点,进而确定一组合适的滑动窗口宽度;最后根据序列的变化情况来决定最优的滑动窗口宽度,对原数据维度进行简约。     

时间序列序列模式的相似性研究

时间序列序列模式相似性的度量是从时间序列中获取时序关联规则的重要环节。一般情况下,距离度量法只能度量相同长度序列模式的相似性。借用动态时间弯曲距离的思想,这种基于非线性弯曲技术的算法可以获得很高的识别、匹配精度。在定义元模式相似性的基础上,定义了序列模式的动态时间弯曲距离,最后用两个不同时间序列进行仿真实验,可以得到不同长度的序列的相似度。     

面向相似性搜索的时间序列表示方法述评

时间序列作为一种数据形式,广泛存在于各种商业、医学、工程、自然科学和社会科学等数据库中。近年来,时间序列的相似性搜索问题正得到越来越多的重视。该问题可描述为给定某个的时间序列,要求从一个大型时间序列数据库中找出与之最相似的序列。该问题的有效求解涉及到两个关键难点,即相似性度量的定义和搜索算法的时间复杂度,而这两者都依赖于时间序列的近似表示方法。因此,通过详细评述面向相似性搜索的各种时间序列近似表示方法,对这些方法进行分析和比较,总结了这些方法的优点和不足,并对进一步的研究方向作出了预测。     

基于相关反馈的时间序列相似性搜索

传统的基于相关反馈的时间序列相似性搜索是将正反馈和负反馈融合在一起创建新查询向量,这样并没有充分利用负反馈序列的价值,而且容易对初始查询向量进行过多的更改。本文提出一种基于反馈的时间序列相似搜索方法,将反馈的正相关和负相关序列分开处理,最终的相似序列不但要与正相关序列相似,还要尽量与负相关序列不相似。在UCR数据集上的实验结果表明,本文提出的相似搜索方法与传统的基于反馈的相似搜索方法相比,在某些数据集上可以提高查询的准确率以及查全率。     

基于二进制压缩的时间序列相似搜索

该文提出了一种基于二进制压缩(BC)的时间序列相似搜索的方法。该方法是把时间序列分段,提取每段上面的关键点把这些点转换成一个比特流,这些关键点是把每一段分成子段取这些子段的中间点,记录下比特流达到压缩的目的。该文证明了该方法在理论上具备非漏报的性质。然后使用天际线对时间序列进行索引。实验表明,该文提出的基于BC的方法比PAA方法有更小的边界,在相似度搜索的时候基于天际线索引的BC方法比基于R*树的PPA方法更有效率。     

大规模时间序列数据库降维及相似搜索

提出一种基于分段多项式表示（PPR）的时间序列数据库相似查询的系统化方法．PPR是一类基于线性多项式回归的正交变换．用PPR变换索引时间序列数据在理论上具备非漏报性质．文中分析了PPR的计算复杂性以及查询阈值的下界,并提出了一种衡量时间序列相似查询算法之查询效率的定量指标．与基于离散傅立叶变换（DFT）和离散小波变换（DWT）的时间序列相似查询算法所作的对比实验表明,所提算法可以用低的索引结构维数获得高的查询效率．     

Dimensionality Reduction for Fast Similarity Search in Large Time Series Databases

The problem of similarity search in large time series databases has attracted much attention recently. It is a non-trivial problem because of the inherent high dimensionality of the data. The most promising solutions involve first performing dimensionality reduction on the data, and then indexing the reduced data with a spatial access method. Three major dimensionality reduction techniques have been proposed: Singular Value Decomposition (SVD), the Discrete Fourier transform (DFT), and more recently the Discrete Wavelet Transform (DWT). In this work we introduce a new dimensionality reduction technique which we call Piecewise Aggregate Approximation (PAA). We theoretically and empirically compare it to the other techniques and demonstrate its superiority. In addition to being competitive with or faster than the other methods, our approach has numerous other advantages. It is simple to understand and to implement, it allows more flexible distance measures, including weighted Euclidean queries, and the index can be built in linear time. Received 16 May 2000 / Revised 18 December 2000 / Accepted in revised form 2 January 2001     

基于Walsh变换的时序数据相似性搜索

针对时序数据相似性搜索面临的高维性问题,提出一种利用按沃尔什序数排列的离散沃尔什变换((DWHT)w)对时序数据进行维归约的方法.(DWHT)w是正交变换,变换矩阵简单,可以应用快速算法,对时序数据有更好的特征提取能力,用其索引时间序列数据在理论上具备非漏报性质.与基于离散傅里叶变换和基于离散沃尔什变换的对比实验表明,...     

基于滑动平均与分段线性回归的时间序列相似性

针对时间序列相似性度量中欧氏距离对异常数据敏感以及DTW距离算法效率低的问题,提出基于滑动平均与分段线性回归的时间序列相似性方法。首先,使用初始可变滑动平均算法以及分段线性回归对原始时间序列进行数据变换,并将分段线性回归的参数(截距与距离)集作为时间序列的特征,以实现时间序列的特征提取和数据降维;然后,利用动态时间弯曲距离进行距离计算。该方法在时间序列相似性上与DTW算法的性能相近,但是在算法效率上几乎提高了96%。实验结果验证了该方法的有效性与准确性。     

基于系数矩阵弧微分的时间序列相似度量

传统时间序列相似度量算法在时间序列发生平移、时间轴伸缩等情况下,需要时间对齐等人工干预,并且时间复杂度较高,不利于后续数据挖掘处理。为此,基于系数矩阵弧微分提出时间序列相似度量算法。引入回归分析中的最小二乘思想,通过构建系数矩阵获取时间序列形态属性向量基,实现序列曲线的连续化。在此基础上,应用连续函数的弧微分与曲率半径的关系进行时间序列的相似度量。实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性,不仅能实现微观意义上序列之间的相似度量(距离相近),而且能够完成宏观意义上的相似度量(形态相近)。     

基于键值存储的分布式时序相似性搜索方法

时序相似性搜索是时序数据分析最基本的操作之一,具有广泛的应用场景.针对现有分布式算法无法应对维度增长、扫描范围过大和相似性计算耗时的问题,提出一种面向键值存储的分布式时序相似性搜索方法KV-Search.首先对时序数据分块,并设计其键值存入键值数据库,解决了时序数据维度高且不断增长的问题;其次,基于切比雪夫距离计算其下...     

用基于移动均值的索引实现时间序列相似查询

提出了基于移动均值的索引来解决子序列匹配中的"ε-查询"问题:提出并证明了基于移动均值的缩距定理和缩距比关系定理,后者具有很好的"裁减"能力,可以在相似查询时淘汰大部分不符合条件的候选时间序列,从而达到快速相似查找的目的;引入了由Jagadish等人提出的BATON~*-树,并在此基础上适当修改,建立了MABI索引,极大地加快了相似查询过程;最后,在一个股票交易数据集上进行了实验,证明了MABI索引的良好性能.     

基于序变换的时间序列快速匹配搜索方法

分析了时间序列相似匹配搜索的研究现状,提出了基于序变换的时间序列相似匹配搜索方法。该方法能够实现趋势相似的不同长度子序列的快速匹配搜索,同时具有对匹配序列的平移、时间轴的伸缩不敏感、误警率低,以及易于建立索引等优点。实验结果证明了该方法的有效性。