要创建时间序列的SAX表示,您首先需要计算数据的PAA(逐段聚合逼近),然后将答案映射到符号表。但是,在计算PAA之前,您需要对数据进行标准化。

我正在对数据进行归一化,但是之后我不知道如何计算PAA。有什么办法吗?

最佳答案

我将使用来自此Keogh's paper的PAA的示例,并说明使用R的分段聚合近似将由8点组成的时间序列转换为2点。

因此,这里是数据,我将突出显示其值将被聚合为一个代表“件”的单个值的四个第一点和最后四个点(两件):

// data
X = c(-1, -2, -1, 0, 2, 1, 1, 0)

// let's plot it
plot(X,type="l",lty=2,main="PAA example")
points(X[1:4],pch=16,lwd=5)
points(y=X[5:8],x=c(5:8),pch=17,lwd=5)
abline(v=c(1,4,5,8),lty=3,lwd=2)


sql - 时间序列的SAX表示-LMLPHP

现在,按照PAA程序,我们为每个四点长的段计算平均值(即,我们将四个点的值汇总为一个点):

// compute the PAA value for the first segment
p1=mean(X[1:4])

segments(1,p1,4,p1,lwd=2,col="blue2",lty=3)
points(x=2.5,y=p1,col="blue2",pch=23,lwd=20)

// compute the PAAvalue for the second segment
p2=sum(X[5:8])/4

segments(5,p2,8,p2,lwd=2,col="darkorchid2",lty=3)
points(x=6.5,y=p2,col="darkorchid2",pch=23,lwd=20)


这里我们在图中显示了这两个PAA值:

sql - 时间序列的SAX表示-LMLPHP

现在让我们将相同的八点长度时间序列转换为三个PAA点。但是,当8/3不能产生整数时,我们遇到了一个问题,因此我们需要将“属于”的一部分添加到相邻段的点值上。在这里,我显示了三个相同时间序列的分段,需要将其转换为PAA值:

plot(X,type="l",lty=2,main="PAA example #2")
points(X,pch=16,lwd=5)
abline(v=c(1,1+7/3,1+7/3*2,8),lty=3,lwd=2)


sql - 时间序列的SAX表示-LMLPHP

为了执行转换,我定义了一个函数,该函数首先将原始时间序列“分解”为矩阵,其中行数等于PAA大小,列数等于原始时间序列长度,其行值为输入时间序列值。其次,我将该矩阵“重塑”为一个列数等于PAA大小而行数等于输入时间序列长度的矩阵。最后,为了获得PAA值,我计算了矩阵列的均值。

请注意,我使用matlab库来重塑表示输入时间序列的矩阵:

library(matlab)
paa <- function(ts, npoints){
  len <- length(ts)
  if(len != npoints){
    if( (len %% npoints) == 0 ){
      res <- reshape(ts, len %/% npoints, npoints)
    }else{
      tmp <- matrix(rep(ts, npoints), byrow = T,nrow = npoints)
      res <- reshape(tmp, len, npoints)
    }

    matrix(colMeans(res), nrow=1, ncol=npoints)

  } else {
    ts
  }
}


让我们在绘图上查看这些PAA值:

p3=paa(t(X),3)
segments(1,p3[1],1+7/3,p3[1],lwd=2,col="red")
points(x=1+7/3/2,y=p3[1],col="red",pch=23,lwd=20)
segments(1+7/3,p3[2],1+7/3*2,p3[2],lwd=2,col="red")
points(x=1+7/3+7/3/2,y=p3[2],col="red",pch=23,lwd=20)
segments(1+7/3*2,p3[3],8,p3[3],lwd=2,col="red")
points(x=1+7/3*2+7/3/2,y=p3[3],col="red",pch=23,lwd=20)


sql - 时间序列的SAX表示-LMLPHP

在生产中,我已经使用Java中的符号聚合近似(SAX)通过滑动窗口实现了时间序列的离散化。这是我的library,它实现了SAX转换及其并行版本。

具体来说,分段聚合近似(PAA)在this class中实现

谢谢!

09-07 00:38