DTW:Dynamic Time Warping,动态时间规整

2023-10-07 03:30

本文主要是介绍DTW:Dynamic Time Warping,动态时间规整,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

       DTW 起源于语音识别领域,目的是衡量两个长度不同的序列相似性(similarity),并计算两个序列之间的最佳匹配

       对于 两个长度相同的序列,其相似性可以通过一种很直接的方式衡量 —— 依次计算两个序列中各个点之间的距离,最后进行加和。

        例1 :将两个序列中的点根据点在序列中的位置一一对应,即 A(1)与B(1),A(2)与B(2),... ,A(i)与B(i),... ,A(6)与B(6)相对应。

        Similarity(A, B) = |A(1)-B(1)|+|A(2)-B(2)|+ ... + |A(6)-B(6)|。

        例2 :允许一个序列的点 可以与 另一个序列的多个点 对应。比如下图中,A(1)与B(1),A(2)与B(1),A(3)与B(2),A(4)与B(2)A(5)与B(3)、A(5)与B(4),A(6)与B(5)、A(6)与B(6)相对应。

        Similarity(A, B) = |A(1)-B(1)| + |A(2)-B(1)| + |A(3)-B(2)| + |A(4)-B(2)| + |A(5)-B(3)| + |A(5)-B(4)| + |A(6)-B(5)| + |A(6)-B(6)|。

时间规整(Time Warping):允许 一个序列中某个点 与 另一个序列中的多个连续点 相对应。

距离矩阵法

        下图用一个矩阵 M,更直观地描述 A 和 B 两个序列之间的距离。横轴表示点在A中的位置,纵轴表示点在B中的位置,格点值 M(i, j) 为两个点之间的距离。

        灰色虚线为 例1 所述方法,根据位置相同原则对应序列中的元素,正好是矩阵的对角线。黄格红线为 例2 。

        DTW 的目标即为找到一条最短的路径。路径上的格点值之和为路径长度。DTW 的计算步骤为:① 计算两个序列中各点之间的距离矩阵 M ;② 寻找一条从矩阵的左上角到右下角的格点值之和最小的路径。

        距离矩阵 M 中,从左上角到右下角的路径,具有以下性质:

① 当前路径长度 = 上一步的路径长度 + 当前格点值

② 路径上的某个格点,它的上一个格点只可能是其 左、上、左上 的某个格点。

        综上所述,可以使用 递归算法 求解 最短路径长度。

代价矩阵法

        用一个矩阵 N 表示序列 A 和 B 的 cost(可以理解为两个序列之间的差异),矩阵的格点 N(i, j) 表示子序列 Ai 和 Bj 之间的cost。最小cost也可以通过递归算法求解,递推规则为:

         代价矩阵法的具体算法如上表所示。首先,分别对矩阵的第一行和第一列初始化;然后,从左到右、从上到下,计算矩阵中剩下的元素。整个矩阵都计算完毕后,矩阵的右下角格点值即为这两个序列之间的最小cost

 

这篇关于DTW:Dynamic Time Warping,动态时间规整的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/155762

相关文章

C#如何动态创建Label,及动态label事件

《C#如何动态创建Label,及动态label事件》:本文主要介绍C#如何动态创建Label,及动态label事件,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录C#如何动态创建Label,及动态label事件第一点:switch中的生成我们的label事件接着,

SpringCloud动态配置注解@RefreshScope与@Component的深度解析

《SpringCloud动态配置注解@RefreshScope与@Component的深度解析》在现代微服务架构中,动态配置管理是一个关键需求,本文将为大家介绍SpringCloud中相关的注解@Re... 目录引言1. @RefreshScope 的作用与原理1.1 什么是 @RefreshScope1.

MyBatis 动态 SQL 优化之标签的实战与技巧(常见用法)

《MyBatis动态SQL优化之标签的实战与技巧(常见用法)》本文通过详细的示例和实际应用场景,介绍了如何有效利用这些标签来优化MyBatis配置,提升开发效率,确保SQL的高效执行和安全性,感... 目录动态SQL详解一、动态SQL的核心概念1.1 什么是动态SQL?1.2 动态SQL的优点1.3 动态S

Java实现时间与字符串互相转换详解

《Java实现时间与字符串互相转换详解》这篇文章主要为大家详细介绍了Java中实现时间与字符串互相转换的相关方法,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录一、日期格式化为字符串(一)使用预定义格式(二)自定义格式二、字符串解析为日期(一)解析ISO格式字符串(二)解析自定义

Java时间轮调度算法的代码实现

《Java时间轮调度算法的代码实现》时间轮是一种高效的定时调度算法,主要用于管理延时任务或周期性任务,它通过一个环形数组(时间轮)和指针来实现,将大量定时任务分摊到固定的时间槽中,极大地降低了时间复杂... 目录1、简述2、时间轮的原理3. 时间轮的实现步骤3.1 定义时间槽3.2 定义时间轮3.3 使用时

python中time模块的常用方法及应用详解

《python中time模块的常用方法及应用详解》在Python开发中,时间处理是绕不开的刚需场景,从性能计时到定时任务,从日志记录到数据同步,时间模块始终是开发者最得力的工具之一,本文将通过真实案例... 目录一、时间基石:time.time()典型场景:程序性能分析进阶技巧:结合上下文管理器实现自动计时

Python如何获取域名的SSL证书信息和到期时间

《Python如何获取域名的SSL证书信息和到期时间》在当今互联网时代,SSL证书的重要性不言而喻,它不仅为用户提供了安全的连接,还能提高网站的搜索引擎排名,那我们怎么才能通过Python获取域名的S... 目录了解SSL证书的基本概念使用python库来抓取SSL证书信息安装必要的库编写获取SSL证书信息

SpringBoot利用dynamic-datasource-spring-boot-starter解决多数据源问题

《SpringBoot利用dynamic-datasource-spring-boot-starter解决多数据源问题》dynamic-datasource-spring-boot-starter是一... 目录概要整体架构构想操作步骤创建数据源切换数据源后续问题小结概要自己闲暇时间想实现一个多租户平台,

mybatis-plus 实现查询表名动态修改的示例代码

《mybatis-plus实现查询表名动态修改的示例代码》通过MyBatis-Plus实现表名的动态替换,根据配置或入参选择不同的表,本文主要介绍了mybatis-plus实现查询表名动态修改的示... 目录实现数据库初始化依赖包配置读取类设置 myBATis-plus 插件测试通过 mybatis-plu

基于Canvas的Html5多时区动态时钟实战代码

《基于Canvas的Html5多时区动态时钟实战代码》:本文主要介绍了如何使用Canvas在HTML5上实现一个多时区动态时钟的web展示,通过Canvas的API,可以绘制出6个不同城市的时钟,并且这些时钟可以动态转动,每个时钟上都会标注出对应的24小时制时间,详细内容请阅读本文,希望能对你有所帮助...