基于特征点分段的多元时间序列相似性搜索

现有的各种多元时间序列相似性搜索方法难以准确高效地完成搜索任务。提出了一种基于特征点分段的多元时间序列相似性搜索算法,提取所定义的用于分段的特征点,分段后将原时间序列转化为模式序列,该模式序列能够很好地保留原序列的全局形状特征,再用分层匹配的方法进行相似性搜索。实验结果表明,该方法能够有效刻画序列的全局形状特征,通过分层匹配保留局部的相似性,同时提高搜索准确率。     

多元时间序列模式匹配方法研究

针对多元时间序列模式匹配的方法难以高效、准确地刻画序列相似程度的问题,在考虑变量的量纲和特征差异的基础上,对多元时间序列进行多维分段拟合;然后,选取各个变量维度上拟合线段的倾斜角和时间跨度作为模式的描述方式,提出一种基于动态时间弯曲(DTW)的多元时间序列趋势距离匹配方法.实验结果表明,所提出的模式匹配方法对由连续型变量组成、时间跨度较大且体现一个连续、完整动作过程的多元时间序列,具有较好的匹配效果.     

基于DTW的多元时间序列模式匹配方法

现有的模式匹配方法难以高效、准确地度量多元时间序列的相似性.本文对多元时间序列进行多维分段拟合,选取各个变量维度上拟合线段的倾斜角和时间跨度作为特征模式,进而提出一种基于DTW的多元时间序列模式匹配方法,并通过实验验证所提方法的有效性.实验结果表明,该模式匹配方法对时间跨度较大且体现一个连续、完整过程的多元时间序列具有...     

基于时态边缘算子的时间序列自主分段表示法

时间序列具有数据量大、维数高和更新速度快等特点,导致一般的分段线性方法难以刻画原始时间序列的全局趋势特征。针对时间序列的特性,提出了一种基于时态边缘算子的自主分段表示方法（简称APLR_TEO）,能够有效刻画出时间序列的形状特征。首先通过时态边缘算子与原始时间序列做卷积并根据关联规则得到边缘极值点;然后根据时序的变化特征,采用趋势转折距离的关联规则进行自主线性分段得到关键点,进而用关键点组成的序列来线性近似表示原始时间序列。实验结果表明,APLR_TEO能够有效地刻画序列的形状特征,针对不同规模的数据集具有良好的适应性和稳定性,有效降低了拟合误差。     

基于特征点界标过滤的时间序列模式匹配方法

动态时间弯曲距离能度量不等长的时间序列、且具有较高的匹配精度,因此广泛应用在时间序列模式匹配中。但其计算复杂度较高,制约了在大规模数据集上的应用。为了实现时间序列模式度量结果和计算复杂度的平衡,提出一种基于特征点界标过滤的时间序列模式匹配方法。首先,提出一种特征点界标过滤的特征提取方法,保留时间序列主要特征,压缩时间维度;然后,利用动态时间弯曲距离对特征序列进行相似性度量;最后,在应用数据集上对所提方法进行有效性验证。实验结果表明,所提方法在保证高精度的前提下,能有效降低计算复杂度。     

神经元混沌放电局部可视网络模型分析

为研究神经元的放电时间序列随时间的演化特性,提出了一种将放电时间序列的时间域映射到网络域进行处理的方法,即研究基于神经元的复杂网络随时间的演化特征来刻画神经元放电时间序列的时变特性.通过构建滑动时间窗内复杂网络拓扑,并计算其局部可视图的统计特性来实现时间序列时变特征的描述.对神经元map模型三种簇放电时间序列进行复杂网络构建并实现网络拓扑可视化,同时分析网络的统计特性来验证方法的有效性.结果表明,网络的拓扑、平均路径长度和聚类系数均能反映原时间序列的时变形态特征,并对神经元簇放电具有参数敏感性;簇放电稀疏程度与社团大小存在相关性.神经元放电时间序列网络域的时变演化特征能刻画其时间域特性,为神经电信号的处理提供了新的思路.     

基于经验模式分解的时间序列预测方法研究

支持向量机理论是20世纪90年代由Vapnik提出的一种基于统计学习理论的新的机器学习方法,其具有全局最优解和较好的泛化能力,可将其用于求解时间序列预测间题.但是对于非平稳时间序列的顶测,利用支持向量机算法单独建立一个模型的预测结果不如平稳时间序列那样明显,可以采用经验模式分解法作为时序预测的预处理工具.先将非平稳时间序列进行经验模式分解,再对各个分量分别建模,最后将各分量预测结果进行组合.同时通过仿真实验验证了该方法是有效的.     

融合全局和序列特征的多变量时间序列预测方法

时间序列在现实生活中具有广泛的用途,使用时间序列预测模型能够预估序列的未来变化趋势,为决策提供支撑.对于多变量时间序列的预测研究,已经提出了很多模型,但已有方法存在如下问题：不能同时考虑时间序列本身和协变量的信息;忽略了多变量时间序列中的全局信息;不能对预测结果进行解释.针对这些问题,本文提出了一个基于深度学习的多变量时间序列预测模型TEDGER,可以提取隐藏在单个时间序列中的序列模式和隐藏在多变量时间序列中的全局特征,并将序列模式和全局特征进行融合,通过残差预测的方式实现时间序列的预测.本文所提模型在真实的时间序列数据集上进行了实验评估.结果表明,本文提出的模型在预测准确度上超越了其他基准模型,同时模型拥有一定的可解释性.     

基于奇异事件特征的时间序列相似模式匹配

现有的时间序列特征提取方法多为单尺度方法，导致特征点的时间定位不准确，从而影响模式发现的质量。该文基于小波奇异检测理论，提出了一种多尺度时间序列特征提取方法，利用奇异特征将时间序列压缩为事件序列表示，定义了事件序列动态时间弯曲相似度量，给出了基于事件序列相似模式匹配算法。实验表明，该方法具有较高的匹配精度和较低的计算代价。     

多元时间序列特征降维方法研究

针对常见的降维方法难以有效地保留多元时间序列主要特征的问题,分析了传统PCA方法在多元时间序列降维中的局限性;提出一种基于共同主成分分析的线性降维方法;把共同主成分与核技巧相结合,通过数学推导,将其拓展为基于共同核主成分分析的非线性降维方法;最后分析两种方法的降维有效性.与传统PCA方法相比,基于共同核主成分分析的降维方法可以表达变量间的非线性关系、能够选取合适的核函数和形状参数,因此降维手段更为灵活、对数据的适应性更强.实验结果表明,本文提出的降维方法能够更有效地对多元时间序列进行降维.     

基于特征场景的快速图像匹配方法

提出基于特征场景的快速图像匹配方法,一定程度上解决了基于主流的局部特征匹配算法无法描述全局特征的问题。通过采集场景图像,使用主成分分析(PCA)重构特征场景,进而用于匹配范围划分;在划分后的匹配范围中使用SURF算法进行快速局部特征匹配。实验结果表明,此方法结合大尺度全局特征和尺度不变局部特征,使近似目标的区分能力得到了加强。在鲁棒性和时效性上,此方法达到了较好的平衡,拓展了主流局部特征匹配方法的应用范围。最后提出了对本方法的改进方向,表明了此方法的可拓展性。     

基于中心点的指纹细节结构匹配算法

指纹细节匹配算法是自动指纹识别系统(AFIS)中一项关键的任务,目前存在大量的研 究和算法.依据算法是否依赖中心点,指纹细节点匹配算法可以分为两类:基于中心点的匹配算 法和非中心点匹配算法.大多数非中心点匹配算法都非常耗时,因此不适合在线应用.而基于中 心点方法的效率相对较高,但是这类算法极度依赖于中心点的定位精度.在本文中,提出了一种 全新的基于中心点的指纹细节结构匹配算法,该算法综合了基于中心点匹配算法和非中心点匹 配算法的优点,同时又避免了二者的缺点.首先利用中心点检测算法获得中心点的位置,然后在 中心区域定义了一些局部的结构,同时利用这些局部结构寻找指纹细节的对应点,并通过对应点 和中心点的相对关系来确认这些对应细节点.其次利用这些细节对应点匹配全局的细节信息,最 后,利用匹配细节的全局距离和距离方差来判决最终匹配结果.实验结果表明,算法的匹配效果 非常好,同时匹配效率较高,非常适合在线指纹识别系统的应用.     

图像点模式匹配的一种凸包序列的图谱方法

利用点集的凸包具有仿射不变性和局部可控性,针对图谱方法难以精确匹配旋转角度较大图像的问题,提出了图像点模式匹配的一种凸包序列的图谱方法,使得匹配在图像旋转角度较大的情形下仍具有稳定性。构建图像特征点集新的图模型（凸包）,利用改进的图谱方法对凸包进行匹配,并减小原始特征点集,迭代上述过程,通过构造凸包序列,自特征点集的外围到内部逐步匹配,得到较精确的匹配对。实现基于凸包序列的图谱方法的图像点模式匹配。实验结果表明,该方法不但能精确匹配旋转角度较小的图像,而且对于旋转角度大的图像以及多光谱图像匹配精度也较高。     

基于Hausdorff距离的2D形状匹配改进算法

在计算机视觉检测中,常常需要将两幅图象在空间上配准,以便进行后续的检测过程,该文提出将Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ距离作为物体轮廓相似性的测度,并用遗传算法进行最佳形状匹配的快速搜索,根据遗传搜索的结果再进行一次线性搜索,从而提高解的精度,实验结果证明了该方法能快速,精确地对两幅２Ｄ形状进行匹配。     

高效的图模型点模式匹配算法

点模式匹配的概率图模型具有很好的匹配精度,但是计算复杂度较高,当隔离子中包含异常点（outlier）时匹配精度会受到较大的影响。为了提高匹配的速度和精度,提出了一种由粗到精的图模型点模式匹配算法。利用包含特征点的窗口,用标准化互相关方法对特征点进行粗匹配,以减少异常点的数量,提高后续匹配方法的速度和精度。提出了一种新的点模式匹配的概率图模型,这种图模型能综合利用特征点的位置信息和包含特征点的邻域的灰度信息。利用提出的概率图匹配方法对粗匹配所得到的点对进行分段匹配,得到精确的匹配结果。对光学图像和遥感图像的匹配实验显示该方法能显著减少点模式匹配时间,提高匹配的精度。     

耳廓点云形状特征匹配的路径跟随算法

路径跟随算法结合凸松弛方法与凹松弛方法,通过跟随凸凹问题的解路径,近似地求解图匹配问题,具有较高的匹配精度.将路径跟随算法用于耳廓特征图的匹配问题:首先,基于PCA方法构造耳廓点云的显著性关键点集合;然后,采用乘积型参数域上的单值二次曲面方法拟合关键点邻域内的点集,并将曲面的局部形状特征定义为耳廓的局部形状相似测度;第三,对关键点集合进行Delaunay三角剖分,得到关键点集合在三维空间内的拓扑结构图,并定义关键点图的整体结构差异测度;最后,记耳廓关键点图的组合差异测度为关键点图的整体结构差异测度与关键点上的局部形状相似测度的线性组合,并基于路径跟随算法快速求解关键点图之间的精确匹配.相关实验结果表明:与其他相关算法相比,该算法具有较高的匹配效率和匹配精度.     

基于小波变换的时间序列相似模式匹配

提出了一种新的时序相似模式匹配方法，它采用小波分析的方法实现时间序列数据的降维，采用小波序列表示原序列，将小波序列组织为多维索引结构R-tree存储，在该索引结构基础上，基于一种表示相似性的距离函数，定义了范围查询和最近邻查询算法，实验结果证明这种方法性能优于传统的基于傅立叶变换的相似模式匹配方法。     

Correlation based dynamic time warping of multivariate time series

In recent years, dynamic time warping (DTW) has begun to become the most widely used technique for comparison of time series data where extensive a priori knowledge is not available. However, it is often expected a multivariate comparison method to consider the correlation between the variables as this correlation carries the real information in many cases. Thus, principal component analysis (PCA) based similarity measures, such as PCA similarity factor (SPCA), are used in many industrial applications.In this paper, we present a novel algorithm called correlation based dynamic time warping (CBDTW) which combines DTW and PCA based similarity measures. To preserve correlation, multivariate time series are segmented and the local dissimilarity function of DTW originated from SPCA. The segments are obtained by bottom-up segmentation using special, PCA related costs. Our novel technique qualified on two databases, the database of signature verification competition 2004 and the commonly used AUSLAN dataset. We show that CBDTW outperforms the standard SPCA and the most commonly used, Euclidean distance based multivariate DTW in case of datasets with complex correlation structure.