[發明專利]用于計算序列數據的協方差的方法及裝置

有效

• 申請號: 201910071866.4
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109800191B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 鄢貴海;盧文巖;朱凱
• 申請（專利權）人: 中科馭數（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F9/30
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 秦景芳

本發明提供了一種用于計算序列數據的協方差的方法及裝置，該方法包括：接收第一序列的第一數據和第二序列的第二數據，并將第一數據和第二數據分別存儲至第一緩沖器和第二緩沖器；在第一緩沖器中的數據個數和第二緩沖器中的數據個數均大于或等于滑動窗口的情況下，根據第一緩沖器中滑動窗口所在位置從第一緩沖器讀取數量為滑動窗口大小的第一序列的數據，根據第二緩沖器中滑動窗口所在位置從第二緩沖器讀取數量為滑動窗口大小的第二序列的數據；計算讀取的數量為滑動窗口大小的第一序列的數據和讀取的數量為滑動窗口大小的第二序列的數據的協方差。通過上述方案能夠提高對序列數據的協方差進行計算處理的實時性。

技術領域

本發明涉及序列數據處理技術領域，尤其涉及一種用于計算序列數據的協方差的方法及裝置。

背景技術

大規模數據通常以時間序列的形式呈現。對時間序列進行分析計算，尋找其中的數據變化規律，并預測其將來的數據變化趨勢，在很多領域都能夠起到重要的現實作用。時間序列分析作為數理統計學的分支，一方面，遵循數理統計學的基本原理，另一方面，由于時間的不可重復性，任意時刻只能獲得唯一的序列觀察值。這種特殊的數據結構導致時間序列分析具有很大特殊性。

數理統計學中的協方差能夠用于衡量兩個時間序列的相互關系，所以被廣泛應用于金融隨機分析和金融工程中。對于作為隨機變量的時間序列X和時間序列Y，協方差Cov(X,Y)的定義為：

Cov(X,Y)＝E{[X-E(X)][Y-E(Y)]}＝E(XY)-E(X)E(Y)

其中，E(X)、E(Y)、E(XY)和E{[X-E(X)][Y-E(Y)]}分別為時間序列X、時間序列Y、時間序列X*Y和時間序列[X-E(X)][Y-E(Y)]的期望值。若時間序列X的長度和時間序列Y的長度均為n，且x(i)和y(i)分別為時間序列X的數據元素和時間序列Y的數據元素，則協方差Cov(X,Y)可以表示為：

現有的大規模時間序列分析通常采用CPU(Central Processing Unit，中央處理器)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理器)來完成各個序列數據元素之間的復雜計算，CPU和GPU的運算模式并不完全適合大規模時間序列的處理，導致系統的數據吞吐率往往受到限制，同時系統的能耗也相對較高，無法滿足大數據實時處理的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種用于計算序列數據的協方差的方法及裝置，以提高對序列數據的協方差進行計算處理的實時性。

為了實現上述目的，本發明采用以下方案：

在本發明一實施例中，用于計算序列數據的協方差的方法，包括：

接收第一序列的第一數據和第二序列的第二數據，并將所述第一數據和所述第二數據分別存儲至第一緩沖器和第二緩沖器；

在所述第一緩沖器中的數據的個數和所述第二緩沖器中的數據的個數均大于或等于滑動窗口的大小的情況下，根據所述第一緩沖器中所述滑動窗口所在位置從所述第一緩沖器讀取數量為所述滑動窗口的大小的所述第一序列的數據，根據所述第二緩沖器中所述滑動窗口所在位置從所述第二緩沖器讀取數量為所述滑動窗口的大小的所述第二序列的數據；

計算讀取的數量為所述滑動窗口的大小的所述第一序列的數據和讀取的數量為所述滑動窗口的大小的所述第二序列的數據的協方差，用于分析包含所述第一數據的所述第一序列和包含所述第二數據的所述第二序列數據的相關性。

在本發明一實施例中，用于計算序列數據的協方差的裝置，包括：

存儲控制單元，用于接收第一序列的第一數據和第二序列的第二數據，并將所述第一數據和所述第二數據分別存儲至第一緩沖器和第二緩沖器；