一种基于DTW的符号化时间序列聚类算法

提出了一种基于DTW的符号化时间序列聚类算法,对降维后得到的不等长符号时间序列进行聚类。该算法首先对时间序列进行降维处理,提取时间序列的关键点,并对其进行符号化;其次利用DTW方法进行相似度计算;最后利用Normal矩阵和FCM方法进行聚类分析。实验结果表明,将DTW方法应用在关键点提取之后的符号化时间序列上,聚类结果的准确率有较好大提高。     

一种新的非线性时间序列的聚类方法

由于现实世界中时间序列多数是非线性的,而现有的时间序列聚类问题大多是基于线性时间序列模型进行聚类的,提出了可以用于非线性时间序列的聚类方法。它基于KS二维检验统计量提出KS2D距离度量,是一种非参数的鲁棒性强的距离度量方式,它将时间序列的非线性相关结构放到距离度量之中,能够粗糙地识别时间序列形状和动态相关结构的相似性。与理论研究结果相一致,模拟实验结果也验证了这种距离度量的有效性。     

一种基于DTW聚类的水文时间序列相似性挖掘方法

水文时间序列相似性挖掘是水文时间序列挖掘的重要方面,对洪水预报、防洪调度等具有重要意义。针对水文数据的特点,提出了一种基于DTW聚类的水文时间序列相似性挖掘方法。该方法先对数据进行小波去噪、特征点分段以及语义划分,再基于DTW距离对划分后的子序列做层次聚类并符号化;然后根据符号序列间的编辑距离筛选候选集;最后通过序列间的DTW距离进行精确匹配,获取相似水文时间序列。以滁河六合站的日水位数据进行实验,结果表明,所提方法能够有效地缩小候选集,提高查找语义相似的水文时间序列的效率。     

一种时间序列动态聚类的算法

针对时间序列传统静态聚类问题,提出了对时间序列进行动态聚类的方法。该方法首先提取时间序列的关键点集合,根据改进的FCM算法找到动态特征明显的时间序列,再利用提出的动态聚类算法确定此类时间序列在不同时间段的所属类别,在改进的FCM算法中采用兰氏距离可以使其对奇异值不敏感。实验结果反映出动态特征明显的时间序列类别随时间演化的特性,表明了方法的可行性和有效性。与已有算法相比,该方法揭示了时间序列的部分动态特征。该方法还可以运用于研究数据挖掘的其他问题。     

LS-Cluster:大规模多变量时间序列聚类方法

现有的关于多变量时间序列聚类的研究中所研究的变量规模均较少,而现实生活又经常会出现大规模多变量时间序列,因此提出了LS-Cluster算法,旨在对有上万变量的大规模多变量时间序列进行聚类。首先,将每个时刻的多变量时间序列转化成矩形网格,然后使用二维离散余弦变换对其进行特征提取。接着提出了LS相似度用于计算特征序列之间的相似程度。最后,采用层次聚类方法发现其中所蕴含的模式。实验结果显示,该方法在人工合成数据和真实数据上都有较好的效果和可扩展性。     

面向数据挖掘的时间序列聚类方法研究

一、引言自然界以及我们社会生活中的各种事物都在运动、变化和发展着,将它们按时间顺序记录下来,我们就可以得到各种各样的“时间序列”数据。对时间序列进行分析,可以揭示事物运动、变化和发展的内在规律,对于人们正确认识事物并据此作出科学的决策具有重要的现实意义。     

一种基于网络社团结构和模块化函数的聚类算法

结合复杂网络社团结构的相关研究,提出一种基于网络社团结构和模块化函数的聚类算法CSMFBCA(Community Structure and Modularization Function Based Clustering Algorithms)。算法通过数据点之间的关系进行融合,形成一定的数据簇,然后定义一个统筹全局的模块化函数,再通过最大化模块函数值,得到最优的聚类结果。实验结果表明,该算法不仅能很好地解决凹形数据聚类以及聚类个数识别的问题,而且能处理权重无向网络的社团发现问题,比现有的典型算法有明显的优势。     

应用Normal矩阵谱平分法的多社团发现

现实世界中许多实际网络都有一个共同的性质,即社团结构。揭示网络中的社团结构,对于了解网络结构与分析网络性质都是很重要的。分析了常见的社团发现算法的特点,以及谱二分法在实际应用中必须不断迭代才能完成多社团发现的不足,提出了基于Normal矩阵和k-means聚类算法的多社团发现方法。该算法能选择合适的特征向量维数,为k-means划分社团提供有效数据,相比其他算法有着较高的准确率。     

基于异时间窗划分的时间序列聚类

针对相同时间窗对时间序列进行子序列划分的缺点,提出一种异时间窗的子序列划分方法。为解决划分得到的子序列长度不同,而使用动态时间弯曲算法进行子序列相似性度量的计算速度慢的问题,给出一种不规则时间序列距离度量算法。对异时间窗的子序列划分方法和不规则时间序列距离度量算法进行了实验,结果证明了二者的优越性。     

基于哈达玛变换的多元时间序列聚类研究

对当前聚类算法进行研究的基础上,提出了有效地实现多元时间序列聚类的方法.用离散哈达玛变换对多元数据进行降维,求出多元变量相关系数矩阵的特征值作为权值.采用带权值的矩阵相似性度量方法,利用改进的K-means算法对多元时间序列进行聚类分析.实验结果表明,该方法能够有效地实现多元时间序列聚类,把具有相似趋势变化的多元时间序列对象划分到同一类中.     

基于互相关的二阶段时间序列聚类方法

提出了一种高效的时间序列聚类方法,以互相关函数为基础,通过二阶段的方法实现更低时间复杂度下的时间序列聚类。第一步以时间序列符号化为基础,通过设计符号化序列特征抽取算法,抽取特征时间段;第二步以互相关函数为基础,通过改进的互相关函数步骤,实现更快速的时间序列聚类。实验结果表明,该方法可以适应稀疏及密集的时间序列数据抽取,同时与传统的聚类距离公式相比,处理速度更快,对时间序列形状的缩放有更好的表示效果,并能保持较高准确性。     

基于形态相似距离的时间序列相似性度量

时间序列的相似性度量是时间序列分析的基础工作之一,是进行相似匹配的关键。针对欧几里德距离描述分段趋势的不足和各种模式距离对应分段之间距离值的离散化问题,提出一种基于形态相似距离的时间序列相似性度量方法,标准数据集上完成的识别和聚类实验表明了该方法的可行性和有效性。     

基于时间序列演变分析的有效相似性定义和聚类

时间序列广泛存在于商业应用中,比如电力负荷序列、网络日志等。挖掘时间序列数据对决策分析非常重要,特别地,决定时间序列的相似性在各种实际问题中起关键的作用,比如分析各个区域的电力需求特征。以前的相似性度量方法从未使用过演变这种特性去度量时间序列的相似性,基于演变分析提出了有效的时间序列相似性度量方法（SEA）,该方法通过量化演变趋势构建了有效的相似性定义,并且提出了基于该方法的聚类策略。通过在实际数据集上和其它方法的实验比较,证明了提出方法的有效性,因此也证明了时间序列演变分析对相似性度量的重要意义。     

基于时间序列聚类的轨迹停留点检测算法

针对采样不规则轨迹的停留点检测准确性不高的问题,提出了一种基于时间序列聚类的停留点检测算法。首先基于数据场理论设计了一种综合考虑时空特性的混合特征密度测量方法,然后根据停留点中心密度比入口大的特性,采用过滤—精炼策略提取停留点。在过滤阶段,将时间连续且满足最小密度阈值的点作为候选停留点。在精炼阶段,通过最大阈值筛选出实际停留点。实验结果表明,该方法能够有效检测采样不规则轨迹中的停留点,相较于已有方法具有较高的准确性和较低的时间消耗。     

Bispectral-based methods for clustering time series

Distinguishing among linear and nonlinear time series or between nonlinear time series generated by different underlying processes is challenging, as second-order properties are generally insufficient for the task. Different nonlinear processes have different nonconstant bispectral signatures, whereas the bispectral density function of a Gaussian or linear time series is constant. Based on this, we propose a procedure to distinguish among various nonlinear time series and between nonlinear and linear time series through application of a hierarchical clustering algorithm based on distance measures computed from the square modulus of the estimated normalized bispectra. We find that clustering using a distance measure computed by averaging the ratio of normalized bispectral periodogram ordinates over the intersection of the principle domain of each pair of time series provides good performance, subject to trimming of extreme bispectral values prior to taking the ratios. Additionally, we show through simulation studies that the distance procedure performs better than a significance test that we derive. Moreover, it is robust with respect to the choice of smoothing parameter in estimating the bispectrum. As an example, we apply the method to a set of time series of intensities of gamma-ray bursts, some of which exhibit nonlinear behavior; this enables us to identify gamma-ray bursts that may be emanating from the same type of astral event.     

一个高效的多变量时间序列聚类算法

时间序列聚类分析是数据挖掘研究的一个重要内容。已有的聚类算法大多采用k均值对低维数据进行聚类,不能对高维多变量时间序列（MTS）数据进行有效聚类。提出一种高效的多变量时间序列聚类算法PCA-CLUSTER,首先利用主成分分析对MTS数据降维;选取MTS数据的主成分序列进行K近邻聚类分析。理论分析和实验结果表明算法可以有效解决MTS数据聚类问题。     

Fuzzy prediction of chaotic time series based on fuzzy clustering

The main purpose of this paper is to study a new method to model and predict a chaotic time series using a fuzzy model. First, the GK fuzzy clustering method is used to confirm the input space of the fuzzy model. The goal is to divide the training patterns into representative groups so that patterns within one cluster are more similar than those belonging to other clusters. Then, the Kalman filtering algorithm with singular value decomposition is applied to estimate the consequent parameters of the fuzzy model in order to avoid error delivery and error accumulation. The effectiveness of the proposed method is evaluated through simulated examples, including Mackey‐Glass time series and Lorenz chaotic systems. The results show that the proposed method provides effective and accurate prediction. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society