[發(fā)明專利]一種基于極值標(biāo)識的時間序列分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010549308.7
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111783567B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁建海;方英武;宋新海;苗壯;景斌強
• 申請（專利權(quán)）人: 西安外事學(xué)院
• 主分類號: G06F18/24
• 分類號: G06F18/24;G06F18/10
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

1.一種基于極值標(biāo)識的時間序列分類方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：在進行機器學(xué)習(xí)和模式識別半監(jiān)督場景學(xué)習(xí)時，對于進行手部動作分類和手語標(biāo)志分類問題，首先進行人體自身電信號的采集，然后通過特征采樣的方法，將樣本數(shù)據(jù)庫中時間序列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有等長特征的時間序列，并且連接時間序列的起點和終點，進行區(qū)域劃分；

步驟一所述的區(qū)域劃分是指：將機器學(xué)習(xí)時的時間序列數(shù)據(jù)集按照特征采樣的方法將訓(xùn)練用的時間序列數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化為具有等長特征的時間序列后，以時間序列的起點和終點連線為界線，連線的上側(cè)是高值區(qū)，連線的下側(cè)是低值區(qū)，并同時將時間序列的起點和終點的連線作為基準(zhǔn)線；

步驟二：連接各個時間序列的起點、最大值、最小值和終點，形成時間序列的初級形態(tài)；

步驟二所述的時間序列的初級形態(tài)，是由連接起點、終點、最大值和最小值的三個線段組成的；

步驟三：針對不同的時間序列的初級形態(tài)，再根據(jù)區(qū)間極值的分布，確定時間序列的二級形態(tài)；

步驟三所述的時間序列的二級形態(tài)，是在初級形態(tài)最值的基礎(chǔ)上，疊加次優(yōu)值形成的；

步驟四：按照二級形態(tài)中連線和區(qū)域界線的方向關(guān)系，設(shè)定符號表；

步驟四所述的按照二級形態(tài)中連線和區(qū)域界線的方向關(guān)系，設(shè)定符號表的具體過程為：

S1.確定起點和終點的連線為界線，依次連接各個時間序列的起點、最大值、最小值和終點，同時將時間序列的起點和終點的連線作為基準(zhǔn)線；

S2.從兩點的連線的起點開始，最大值，最小值，終點，向右逐步形成多條線段；如果形成線段過程中所得到的射線方向與基準(zhǔn)線形成逆時針的角度，則該角度大于零度為正角；如果形成線段過程中所得到的射線方向與基準(zhǔn)線形成順時針的角度，則該角度小于零度為負角；

S3.記錄正、負夾角，形成一級指標(biāo)、二級指標(biāo)；

其中：所述的一級指標(biāo)對應(yīng)初級形態(tài)、二級指標(biāo)對應(yīng)二級形態(tài)；

步驟五：依據(jù)符號表，獲得現(xiàn)有時間序列的符號表示，動態(tài)調(diào)整符號所表示的長度，確保樣本序列和目標(biāo)序列的符號表長度的一致性；

步驟六：根據(jù)符號表中標(biāo)志的正負性進行相應(yīng)的匹配計算，對時間序列進行分類，標(biāo)志完全相同的序列確認為一類。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于極值標(biāo)識的時間序列分類方法，其特征在于：所述的高值區(qū)和低值區(qū)由起點和終點的連線構(gòu)成，加上最大值和最小值與界線相交，將時序所在區(qū)域可以分為四個部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于極值標(biāo)識的時間序列分類方法，其特征在于：時間序列可以在初級形態(tài)和二級形態(tài)的基礎(chǔ)上，進一步獲得三級和四級形態(tài)，以及n級形態(tài)，劃分的級數(shù)越多，時間樣本與時間序列的擬合越全面；

所述的初級形態(tài)、二級形態(tài)和n級形態(tài)的獲得包括以下步驟：

S1、在步驟一確定起點和終點的連線為界線后，根據(jù)最值與界線的相對位置，形成最值的區(qū)域?qū)傩裕粚τ诮o定的時間序列T，設(shè)定其特征點依次為起點O，終點E，最大值MU，最小值MD；

設(shè)_Ox為起點橫坐標(biāo)值，_Oy為起點縱坐標(biāo)值；_Ex為終點橫坐標(biāo)值，_Ey為終點縱坐標(biāo)值；_MUx為最大值橫坐標(biāo)值，_MUy最為大值縱坐標(biāo)值；_MDx為最小值橫坐標(biāo)值，_MDy為最小值縱坐標(biāo)值；

則最大值MU的左斜率S_MUL和右斜率S_MDL分別定義為：

和

S2、定義初級形態(tài)，對于給定的時間序列T，初級形態(tài)由三個線段和界線連接形成；

S3、定義二級形態(tài)，對于給定的時間序列T，二級形態(tài)是在初級形態(tài)的基礎(chǔ)上，疊加次優(yōu)值形成，SO為次大值；

S4、定義三級形態(tài)，對于給定的時間序列T，三級形態(tài)是在二級形態(tài)的基礎(chǔ)上，疊加再次優(yōu)值形成，SO₁為再次大值；

S5、定義n級形態(tài)，對于給定的時間序列T，n級形態(tài)是在n-1級形態(tài)的基礎(chǔ)上，疊加再次優(yōu)值形成，SO_n-2為n次大值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于極值標(biāo)識的時間序列分類方法，其特征在于：步驟一所述的進行人體自身電信號的采集過程中，采樣率500Hz，并使用具有低截止和高截止頻率的帶通濾波器進行數(shù)據(jù)搜集。