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论文#4 | Exact indexing of dynamic time warping

2019-07-22

以下是论文Exact indexing of dynamic time warping的笔记。


DTW

Dynamic time warping (DTW)是对时间序列更可靠的距离度量方法,允许相似序列匹配,但不适用于精确索引(exact indexing),在大型数据库中有性能瓶颈。


下界技术

下界技术 (lower bounding measure) 使用快速下界函数修剪不可能成为最佳匹配的序列。伪码:

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best_so_far = infinity;
for all sequences in database
LB_dist = lower_bound_distance(Ci , Q);
if LB_dist < best_so_far
true_dist = DTW(Ci , Q);
if true_dist < best_so_far
best_so_far = true_dist;
index_of_best_match = i;

PAA

[1] Piecewise Constant Approximation (PAA),分段常数近似:将时间序列从n维减少到N维,其中数据库的每一条序列长度都是n,我们想要构建索引的空间维度为N。

[2] 定义MINDIST(Q, R)方法,返回查询Q最小边界矩形R的距离的下界度量。
假设索引结构包含叶结点U
最小边界矩形(Minimum Bounding Rectangle)是空间上包含PAA在U中所有的点C的最小的矩形;
R = (L, H),L为R的主对角线上端点,H为R的主对角线下端点。