基于分段极值DTW距离的时间序列相似性度量

在时间序列相似性的研究中,通常采用的欧氏距离及其变形无法对在时间轴上发生伸缩或弯曲的序列进行相似性度量,本文提出了一种基于分段极值DTW距离的时间序列相似性度量方法可以解决这一问题。在动态时间弯曲(DTW)距离的基础上,本文定义了序列的分段极值DTW距离,并阐述了其完整的算法实现。与传统的DTW距离相比,分段极值DTW距离在保证度量准确性的同时大大提高了相似性计算的效率。文中最后运用MATLAB作对比实验,并给出实验结果数据,验证了该度量方法的有效性与准确性。     

多元时间序列相似性度量方法

现有的多元时间序列相似性度量方法 难以平衡度量准确性和计算效率之间的矛盾.针对该问题,首先,对多元时间序列进行多维分段拟合;然后,选取各分段上序列点的均值作为特征;最后,以特征序列作为输入,利用动态时间弯曲算法实现相似性度量.实验结果表明,所提出方法参数配置简单,能够在保证度量准确性的前提下有效降低计算复杂度.     

基于参数重要度的多元时间序列相似性查询

针对多元时间序列的相似性查询问题,给出参数重要度的定义,提出一种基于参数重要度的候选集查询方法。通过对多元时间序列的SVD分解,将奇异值向量和特征矩阵作为多元序列的特征,基于线性空间中的坐标变换原理构造2个多元时间序列的相似性度量模型,实现在候选集上的精确匹配并获得最终的结果集。对飞行数据的相似性查询实验验证了该方法的有效性。     

不同粒度时间序列相似性度量

现有的时间序列的相似性度量大多基于欧氏距离,并不适用于不同粒度时间序列的相似性匹配,无法直接对其相似性进行有效的度量,为此,提出一种基于对应差值比样本的相似性度量,用于不同粒度时间序列的相似性匹配.首先对不同时间粒度的时序数据进行阐述,并定义了对应差值比样本与相似度计算方法;接着提出基于它们的相似性匹配算法;最后实验证...     

时间序列数据挖掘的相似性度量综述

在时间序列数据挖掘中, 时间序列相似性是一个重要的概念. 对于诸多算法而言, 能否与一种合适的相似性度量方法结合应用, 对其挖掘性能有着关键影响. 然而, 至今仍没有统一的度量相似性的方法. 对此, 首先综述了常用的相似性度量方法, 分析了各自的优点与不足; 其次, 讨论了近年来出现的时序相似性的新解释及其度量方法; 再次, 探讨了相似性度量在时序挖掘任务中的应用以及与挖掘精度的关系; 最后给出了关于时序相似性度量进一步的研究方向.     

基于斜率表示的时间序列相似性度量方法

时间序列相似性搜索是数据挖掘领域的一个热点研究方向,相似性距离度量方法是其中的一个重要问题.针对含有大量噪声并存在数据缺失的高维多元时间序列数据,本文提出一种基于斜率表示的时间序列相似性度量方法.该方法是在线性分段的基础上,对两个序列间的斜率差进行加权,因而物理概念更为明确.文中还证明斜率距离完全满足相似性度量的基本准则.实例证明了算法的有效性.     

时间序列相似性度量的研究

时间序列的相似性度量是时间序列数据挖掘研究中的一个重要问题,是进行序列查询、分类、预测的一项基础工作。寻求一种好的度量对提高挖掘任务的效率和准确性有着至关重要的意义。目前从事这方面的研究除了少许理论论述外,几乎都采用一种固定的方法,即提出具体要求并提供实验数据。然而,大多数实验方法不是使用范围有限就是侧重点不同。为了提供一个比较全面的实验验证,用1NN分类算法进行了大量的时间序列交叉验证实验,重新评估了其中的弹性度量,并使用不同应用领域的28个时间序列数据集进行比较,结果表明,该方法具有更高的准确性。     

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。     

基于事件的时间序列相似性度量方法

为了在时间序列相似性度量过程中更好地体现用户的需求,提高相似性度量的准确度,提出了基于事件的时间序列相似性度量方法（SMBE）。首先将用户的需求定义为事件,将原始时间序列转化为事件序列;然后,构建了基于事件序列的相似性度量模型（SMBE）,SMBE定义了不同事件序列中各元素之间的相似性,并构成相应的相似性矩阵,对相似性矩阵进行搜索得到最优路径的值作为序列之间的相似性度量;最后,提出了基于SMBE的聚类方法。实验表明,在参数设置合理的情况下,能获得接近0.90的聚类精度。     

基于模式距离度量的时间序列相似性搜索

时间序列的相似性搜索是时间序列知识发现的重要方面。该文提出了一种新的基于距离度量的时间序列相似性搜索算法。该算法采用分段线性表示，同时使用改进的模式距离来度量序列间的距离。     

时间序列挖掘中一种新的相似性度量

针对时间序列的全序列聚类展开,提出一种新的相似性度量——全局特征,即从时间序列的统计分布特征、非线性和Fourier频谱转换等3个方面提取11个全局特征构建特征向量。利用特征向量来描述原时间序列,不仅保留了大部分原有的信息,还能加快聚类计算的速度。经过大量的实验验证表明,基于全局特征提取的相似性度量能得到合理的聚类结果,特别是对经济领域的时间序列效果更为明显。例举了2个数据进行实验,并从主观和客观两个角度对聚类结果进行评估。     

面向噪声数据的时间序列相似性搜索研究

为了减少噪声数据对查询最优序列的影响,避免Euclidean距离对形态的敏感性,以及要求序列等长的缺点,提出了面向噪声数据的时间序列相似性搜索算法.运用SPC方法去除序列中的噪声数据;采用DTW距离作为度量函数,使用规范化方法使序列处于相同的分辨率下;采用LB_ Keogh下界函数对候选序列集合进行筛选.仿真实验结果表明,该算法在阈值较小时,对含有噪声数据序列的匹配能力较强.     

Discovery of a perceptual distance function for measuring image similarity

For more than a decade, researchers have actively explored the area of image/video analysis and retrieval. Yet one fundamental problem remains largely unsolved: how to measure perceptual similarity between two objects. For this purpose, most researchers employ a Minkowski-type metric. Unfortunately, the Minkowski metric does not reliably find similarities in objects that are obviously alike. Through mining a large set of visual data, our team has discovered a perceptual distance function. We call the discovered function the dynamic partial function (DPF). When we empirically compare DPF to Minkowski-type distance functions in image retrieval and in video shot-transition detection using our image features, DPF performs significantly better. The effectiveness of DPF can be explained by similarity theories in cognitive psychology.     

Querying time series data based on similarity

We study similarity queries for time series data where similarity is defined, in a fairly general way, in terms of a distance function and a set of affine transformations on the Fourier series representation of a sequence. We identify a safe set of transformations supporting a wide variety of comparisons and show that this set is rich enough to formulate operations such as moving average and time scaling. We also show that queries expressed using safe transformations can efficiently be computed without prior knowledge of the transformations. We present a query processing algorithm that uses the underlying multidimensional index built over the data set to efficiently answer similarity queries. Our experiments show that the performance of this algorithm is competitive to that of processing ordinary (exact match) queries using the index, and much faster than sequential scanning. We propose a generalization of this algorithm for simultaneously handling multiple transformations at a time, and give experimental results on the performance of the generalized algorithm     

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。     

基于分层动态时间弯曲的序列相似性度量方法研究

为了更好地体现时间序列的形态特征,并探索更适合于较长时间序列之间相似性度量的方法,在动态时间弯曲算法的基础上进行改进,提出了基于分层动态时间弯曲的序列相似性度量方法。对时间序列进行多层次分段,并从分段中均匀抽取相对应的层次分段子序列,然后将层次分段子序列抽象为三维空间的点（反映了分段子序列的均值、长度和趋势）进行相似性度量,最后综合各个层次的相似性度量作为结果。实验表明,在参数设置合理的情况下,此方法能获得较高的序列相似性度量准确度和效率。     

多元时间序列相似性搜索研究综述

多元时间序列相似模式挖掘是数据挖掘领域的研究热点,它主要包括特征表示、相似模式度量和相似性搜索3个方面.目前,大部分研究成果主要集中在特征表示和相似模式度量,相似性搜索则成为制约问题突破的关键环节.为此,主要针对多元时间序列的相似性搜索进行综述,归纳了主要的相似模式度量方法,对比了不同相似模式度量下的序列搜索方法,并分析了不同方法的优缺点,以期为进一步研究多元时间序列相似性搜索提供帮助.     

一种高效的多变量时间序列相似查询算法

为了高效地执行多变量时间序列（MTS）相似查询,提出一种基于距离的索引结构（Dbis）相似查询算法。采用主成分分析方法对MTS数据进行降维处理;聚类MTS主成分序列,选择每类质心作为参考点;依据参考点将每类变换到一维空间,这样可以利用B+ 树结构进行索引查询;MTS序列比较相似采用的是扩展的Frobenius范数（Eros）。通过对股票数据集实验验证了Dbis算法的高效性。     

Efficient query filtering for streaming time series with applications to semisupervised learning of time series classifiers

In this paper, we define time series query filtering, the problem of monitoring the streaming time series for a set of predefined patterns. This problem is of great practical importance given the massive volume of streaming time series available through sensors, medical patient records, financial indices and space telemetry. Since the data may arrive at a high rate and the number of predefined patterns can be relatively large, it may be impossible for the comparison algorithm to keep up. We propose a novel technique that exploits the commonality among the predefined patterns to allow monitoring at higher bandwidths, while maintaining a guarantee of no false dismissals. Our approach is based on the widely used envelope-based lower-bounding technique. As we will demonstrate on extensive experiments in diverse domains, our approach achieves tremendous improvements in performance in the offline case, and significant improvements in the fastest possible arrival rate of the data stream that can be processed with guaranteed no false dismissals. As a further demonstration of the utility of our approach, we demonstrate that it can make semisupervised learning of time series classifiers tractable. Li Wei is a Ph.D. candidate in the Department of Computer Science & Engineering at the University of California, Riverside. She received her B.S. and M.S. degrees from Fudan University, China. Her research interests include data mining and information retrieval. Eamonn Keogh is an Assistant Professor of computer science at the University of California, Riverside. His research interests include data mining, machine learning and information retrieval. Several of his papers have won best paper awards, including papers at SIGKDD and SIGMOD. Dr. Keogh is the recipient of a 5-year NSF Career Award for “Efficient Discovery of Previously Unknown Patterns and Relationships in Massive Time Series Databases”. Helga Van Herle is an Assistant Clinical Professor of medicine at the Division of Cardiology of the Geffen School of Medicine at UCLA. She received her M.D. from UCLA in 1993; completed her residency in internal medicine at the New York Hospital (Cornell University; 1993–1996) and her cardiology fellowship at UCLA (1997–2001). Dr. Van Herle holds an M.Sc. in bioengineering from Columbia University (1987) and a B.Sc. in chemical engineering from UCLA (1985). Agenor Mafra-Neto, Ph.D., is the CEO of ISCA Technologies, Inc., in California and the founder of ISCA Technologies, LTDA, in Brazil. His research interests include the analysis of insect behavior and communication systems, the manipulation of insect behavior, and the automation of pest monitoring and pest control. Dr. Mafra-Neto is currently coordinating the deployment of area-wide smart sensor and effector networks to micromanage agricultural and public health pests in the field in an automatic fashion. Russell J. Abbott is a Professor of computer science at California State University, Los Angeles, and a member of the staff at the Aerospace Corporation, El Segundo, CA. His primary interests are in the field of complex systems. He is currently organizing a workshop to bring together people working in the fields of complex systems and systems engineering.