[發明專利]一種基于權重的時間序列數據降維與多分辨率表示方法

在審

• 申請號: 201810846403.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109241130A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 胡宇鵬;趙新曉;李學慶;秦東;黃剛葉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F16/248
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種基于權重的時間序列數據降維與多分辨率表示方法，其特征在于，該方法以基于“自頂向下”的分段線性表示為基準，包括步驟如下：

S1，預設數據壓縮率DCR閾值ρ；

S2，將時間序列數據TS的起始點vt1和終止點vtn選定為初始數據分段點，計算時間序列數據TS的任意數據點權重和當前數據分段權重，并將vt1、vt2轉換成相應的鏈表節點存入MRISL中；

S3，根據S2的處理結果，從此步驟開始，利用TS分段表示策略，從當前分段中選擇具有mw_es的數據分段，并從該分段中選擇具有mw_sp的數據點vtk，作為新的數據分段點，并對當前數據分段進行再次細分；

S4，判斷當前MRSIL中的數據點個數num_cur是否已經超過了ρ的限制，如果沒有超過，則繼續執行步驟S3，否則，步驟S3終止，相應的MRSI建立完畢；

S5，通過基于TS建立的MRSI以及相應的DCR，實現(0，ρ)范圍內的，任意數據壓縮率DCR下的數據多分辨率簡化表示。

2.根據權利要求1所述的一種基于權重的時間序列數據降維與多分辨率表示方法，其特征在于，所述步驟S2，計算時間序列數據TS的任意數據點權重，包括：

設時間序列數據TS的擬合直線為連接起始點vt1和終止點vtn的線段，即TSline＝(vt1,vtn),則TS上任意數據點vti的權重fe_spi為數據點vti到TSline的垂直距離，具體計算如公式(Ⅰ)所示

式(Ⅰ)中，時序點vt1包括具體的時刻t₁及該時刻的實測數據值v₁，vt1＝(v₁，t₁)；時序點vtn包括具體的時刻t_n及該時刻的實測數據值v_n，vtn＝(v_n，t_n)；時序點vti包括具體的時刻t_i及該時刻的實測數據值v_i，vti＝(v_i，t_i)；起始點vt1的權重、終止點vtn的權重均為0。

3.根據權利要求1所述的一種基于權重的時間序列數據降維與多分辨率表示方法，其特征在于，所述步驟S2，計算時間序列數據TS的當前數據分段權重，包括：

a、選取時間序列數據TS上權重最大的對應的數據點，設定為vtk，數據點vtk的權重fe_spk被稱為時間序列數據TS中的最大單點權重mw_sp，計算如公式(Ⅱ)所示：

b、假設將當前時間序列數據TS看成一個數據分段，時間序列數據TS的w_es的計算如公式(Ⅲ)所示：

c、假設時間序列數據TS當前的分段數目為K，即TS＝{S1,S2,…,SK}，通過公式(Ⅰ)、公式(Ⅱ)分別計算當前K個數據分段的分段權重，并利用公式(Ⅳ)獲取時間序列數據TS的當前最大分段權重mw_es：

4.根據權利要求1所述的一種基于權重的時間序列數據降維與多分辨率表示方法，其特征在于，所述步驟S2，將vt1、vt2轉換成相應的鏈表節點存入數據分段點列表MRISL中，數據分段點列表MRISL為一個存儲數據分段點的數據鏈表，包括步驟如下：

d.根據時間序列數據TS分段策略所獲取的數據分段點定義為相應的鏈表節點(listnode，LN)，時間序列數據TS分段策略所獲取的數據分段點是指當前具有mw_es的數據分段中被標記為mw_sp的數據點，并將此LN依次存入數據分段點列表MRISL中，LN的數據結構包括index、value、rank、weight_L、weight_R、mes、ets，index是指數據分段點在TS中的原始位置，value是指數據分段點的原始數據值，rank是指數據分段點的選出次序；weight_L是指分段點左側的數據分段的權重值；weight_R是指分段點右側的數據分段的權重值；mes是指當前TS的mw_es值；ets是指當前TS的整體權重值。