[發(fā)明專利]一種時間序列相似性計算裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910080442.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109783051B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 鄢貴海;盧文巖;朱凱
• 申請（專利權）人: 中科馭數(shù)（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F7/02
• 分類號: G06F7/02
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 宋教花

1.一種時間序列相似性計算裝置，其特征在于，該裝置包括：

序列緩沖器，其包括第一序列緩沖器和第二序列緩沖器，用于分別緩存第一時間序列和作為模板序列的第二時間序列，所述第一序列緩沖器的長度為1，所述第二序列緩沖器的長度根據系統(tǒng)支持的最大模板序列長度而設定；

距離運算單元，用于分別從第一序列緩沖器和第二序列緩沖器讀取第一時間序列和第二時間序列，計算第一時間序列的元素值和第二時間序列的元素值之間的距離，得到距離矩陣；

存儲單元，用于存儲第一時間序列的多個滑動窗口對應的距離矩陣；

多個累加距離運算單元，用于根據滑動窗口長度和模板序列的長度，在多個滑動窗口內復用所述距離矩陣的元素并基于動態(tài)時間規(guī)整算法并行計算第一時間序列在各個滑動窗口內的子序列與第二時間序列的規(guī)整路徑距離，其中，相鄰滑動時間窗能夠復用的距離矩陣的元素數(shù)量為(p-1)*q，其中，p為滑動窗口長度，q為模板序列的長度；以及

控制邏輯，用于對所述序列緩沖器、距離運算單元和多個累加距離運算單元進行邏輯控制。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述累加距離運算單元的個數(shù)等于所述滑動窗口的個數(shù)；

所述存儲單元的大小基于單個滑動窗口下求解規(guī)整路徑距離所需的最長時鐘周期數(shù)而定。

3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于：

所述距離運算 單元計算的第一時間序列的元素值和第二時間序列的元素值之間的距離為歐式距離；

所述距離運算 單元包括加法器和乘法器，其計算的距離矩陣的元素以列為單位存儲到所述存儲單元中。

4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于：

所述累加距離運算單元包括加法器、比較器和多路選擇器；

所述比較器用于按照計算粒度比較候選路徑上的多個距離值；

所述多路選擇器用于基于比較器的比較結果選擇規(guī)整路徑對應的距離值；

所述加法器用于累加規(guī)整路徑上的距離值。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述序列緩沖器為環(huán)形緩沖器；

所述裝置還包括狀態(tài)寄存器，用于指示序列緩沖器的使用狀態(tài)。

6.一種計算時間序列相似性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

緩存步驟，接收第一時間序列和作為模板序列的第二時間序列并對接收的第一時間序列和第二時間序列分別緩存至第一序列緩沖器和第二序列緩沖器，其中，所述第一序列緩沖器的長度為1，所述第二序列緩沖器的長度根據系統(tǒng)支持的最大模板序列長度而設定；

距離運算步驟，由距離運算單元分別從第一序列緩沖器和第二序列緩沖器讀取第一時間序列和第二時間序列，計算第一時間序列的元素值和第二時間序列的元素值之間的距離，得到距離矩陣；

存儲步驟，在存儲單元中存儲所述距離矩陣的與第一時間序列的多個滑動窗口對應的矩陣元素；

累加距離計算步驟，利用多個累加距離運算單元在多個滑動窗口內復用存儲單元存儲的距離矩陣的元素并基于動態(tài)時間規(guī)整算法并行計算第一時間序列在各個滑動窗口內的子序列與第二時間序列的規(guī)整路徑距離，相鄰滑動時間窗能夠復用的距離矩陣的元素數(shù)量為(p-1)*q，其中，p為滑動窗口長度，q為模板序列的長度。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

所述累加距離運算單元的個數(shù)等于所述滑動窗口的個數(shù)；

所述存儲單元的大小基于單個滑動窗口下求解規(guī)整路徑距離所需的最長時鐘周期數(shù)而定。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

所述距離運算 單元計算的第一時間序列的元素值和第二時間序列的元素值之間的距離為歐式距離；

所述距離運算 單元包括加法器和乘法器，其計算的距離矩陣的元素以列為單位存儲到所述存儲單元中。