基于片段和DTW的模式識(shí)別外文翻譯@中英文翻譯@外文文獻(xiàn)翻譯

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基于片段和 模式識(shí)別 摘要 本文專門對(duì)動(dòng)態(tài)過程的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。過程狀態(tài)和異常將從被測(cè)量過程變量的模式中得到，利用這些模式的正確反映和分類，可以對(duì)一種確切的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別。然而相同狀態(tài)的不同模式有著不同的時(shí)間持續(xù)或者大小，這篇論文中將提到一種動(dòng)態(tài)時(shí)間歸正算法（ 通過相似性匹配法進(jìn)行不同模式的比較和分類。這個(gè)算法的主要改進(jìn)在于利用了片段的方法對(duì)模式變量的性質(zhì)進(jìn)行反映。 介紹 在動(dòng)態(tài)過程的狀態(tài)評(píng)估中對(duì)被測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)的解釋是一項(xiàng)最重要的工作，即對(duì)錯(cuò)誤的檢測(cè)和修正。因此，擁有處理信號(hào)的工具是十分重要的 ，性質(zhì)的反映期望能夠代表被監(jiān)測(cè)信號(hào)的趨勢(shì)（傾向、震動(dòng)度、警示、短暫度 …… .），特別是在錯(cuò)誤的檢測(cè)和修正中。根據(jù)有關(guān)過程和行為的知識(shí)，一些技術(shù)可以用于這個(gè)目的。 利用片段的方法反映信號(hào)是其中一種技術(shù)。在這種情況下，一系列的片段被用于描述表征特定變化狀況的模式中，然后，問題轉(zhuǎn)化為獲得能夠表征這些模式的分類機(jī)制。這篇文章將描述用于這種模式識(shí)別技術(shù)的一種工具。 論文將按照以下線索進(jìn)行組織。如下部分討論用以類似時(shí)間級(jí)數(shù)的方法，然后介紹動(dòng)態(tài)時(shí)間歸整算法和有關(guān)片段的基本概念。最后，提及 一項(xiàng)新進(jìn)展并在一個(gè)診斷應(yīng)用例 子中進(jìn)行檢查。 時(shí)間級(jí)數(shù)比較 在許多應(yīng)用中時(shí)間級(jí)數(shù)比較的研究已經(jīng)大量展開，下一步，將觀察距離類似的一些模型。 et (1995b)提出形狀定義語(yǔ)言 于取回包含在基于形狀的歷史中的信息。 在 et (1995a)中推出了另一種相似模型，基于兩個(gè)時(shí)間序列如果有足夠非重疊時(shí)間有序的相似子序列則認(rèn)為它們是相似的。由于這一模型的推出，通過建立一個(gè)可索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，快速搜索技術(shù)被用于檢測(cè)一組序列中的相似 序列成分。 et 994) 或 u (1999)提出了把 998)采用了一種新的表示法，組成 永許用戶自己定義各種各樣的類似量。 (000) 介紹了一種支持索引法的維度伸縮辦法。 另外一種有關(guān)序列相似的有用量是最長(zhǎng)共同序列（ 長(zhǎng)度，基于從一個(gè) 序列傳到另一個(gè)序列的編輯長(zhǎng)度。 (1994)對(duì)一些存在方案進(jìn)行了修訂。 在 992中線的組合代表了信號(hào)的性質(zhì)形狀。因此，如果兩種瞬時(shí)狀態(tài)的 個(gè)真實(shí)時(shí)間部分的分析程序，從預(yù)先確定的時(shí)間間隙中提取 把它們與儲(chǔ)存了有趣行為的可擴(kuò)張庫(kù)進(jìn)行比較。 在 (994b)中描述了基于片段的模式識(shí)別。每一個(gè)模式被一連串元素代表，同時(shí)用模 式語(yǔ)法的辦法進(jìn)行定義。包含所有分類信息的特征序列通過與代表這些趨勢(shì)中的相似事件的明顯句法描述的匹配而確定，模式匹配促進(jìn)了被用語(yǔ)解決需決定樹法再次解決的分類問題中的性質(zhì)和數(shù)量的提取。 動(dòng)態(tài)時(shí)間歸整 通過時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行的大部分算法是使用歐幾里得距離或者它的一些變化。然而由于它對(duì)于時(shí)間軸上小的失真非常敏感，歐幾里得距離可以形成相似上的不正確量。 一種試圖解決這種不便的方法是動(dòng)態(tài)時(shí)間歸整法（ 這種技術(shù)是利用動(dòng)態(tài)方程把時(shí)間級(jí)數(shù)與一個(gè)特定的模板對(duì)齊使累積距離最小。 起的失真。 下面描述 設(shè)兩個(gè)長(zhǎng)度分別為 的時(shí)間級(jí)數(shù) X、 Y： X=x1,..,..,=y1,..,..,1) 為了對(duì)齊兩序列， *點(diǎn)的 陣中每一個(gè)元素（ i， j）包含了 d（ 路徑 W=w1,..,wk m,n)?k?m+n (2) ik,(3) 和 了尋找最佳路徑 慮一些關(guān)于匹配過程的條件，主要有： ?路徑端點(diǎn)條件： w?????， ??， m,n]。 ?連續(xù)性時(shí)間匹配路徑不可能是逆時(shí)的，所以必須滿足： 1 通過把該點(diǎn)距離 d(xi,先前單元中距離的最小值之和 D(i,j) 作為累積距離來抽取路徑： D(i,j)=d(xi,(D(j),D(i, ( 1 ) 圖 1：形狀相同的兩個(gè)信號(hào)， a）由于信號(hào)不及時(shí)對(duì)齊，歐幾里得距離將產(chǎn)生一個(gè)不良結(jié)果。 b） 。 這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了許多更改用于在通過線性代表的較高層面上進(jìn)行操作。 在前面的部分中， 利的方面其算法計(jì)算時(shí)間過長(zhǎng)和試圖通過歪曲軸的可變性可能引起無法對(duì)齊。在這一部分中，將介紹可以解決這種缺陷的 擬采用的解決方案組成上， 為片段的序列表征通過減少數(shù)據(jù)的計(jì)算量來減少計(jì)算時(shí)間。類似的，定義片段的性質(zhì)特征將回避 此， 唯一的問題是去定義片段間的累積距離。在這種意義中，一個(gè)距離的圖表被定義，與前部分所描述的 13類片段相一致。累積距離跟性質(zhì)狀況和定義了不同種類片段的輔助特性有關(guān)。然而，這些累積距離是以用戶的標(biāo)準(zhǔn)為條件的，因此 …… 建立了，利用片段作為信號(hào)更高水平的表征。 必須牢記，被比較的序列可以有不同的持續(xù)，這個(gè)事實(shí)使的擬議技術(shù)的概括復(fù)雜化，在下一個(gè)例子中被分析的序列的長(zhǎng)度是不同的，盡管不是太不相似。 診斷應(yīng)用 如應(yīng)用的例子中，前面提到的 改進(jìn)已經(jīng)在一座以診斷為目的的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中使用了。在這套設(shè)備中，容器 器 B）中抽水來控制。 三個(gè)閥門（ 以通過控制開或關(guān)。然后打開或關(guān)閉閥門的合適組合的一些行為將發(fā)生。表 2描述了有關(guān)情形。 系統(tǒng)力學(xué)可以通過利用外部水填滿或者清空水庫(kù)做稍微改變。再說外部水的輸入或輸出也是控制所感興趣的部分。試驗(yàn)在假設(shè)兩種情況不互搭的基礎(chǔ)上已經(jīng)被改進(jìn)了。這樣，閥門配置方面的改變只有過程是穩(wěn)態(tài)時(shí)才被實(shí)施。被監(jiān)控信號(hào)的容器 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)這些情形并且根 據(jù)片段序列描述的被測(cè)量信號(hào)的行為源診斷。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)周期性地獲得并作為根據(jù)目前描述片段序列的表征。這些序列通過 執(zhí)行例子 這部分中所講的例子與表格 2中所描述的三個(gè)閥門的操作是相一致的。首先，操作閥們模擬失靈，接著再操作閥們使回到正常操作狀態(tài)。前面提到的三種模式（ 3）已經(jīng)得到分別去代表每一個(gè)不正常狀態(tài)，每一種（圖 5兩個(gè)被監(jiān)測(cè)的信號(hào)和它在事件中的表征所組成。 然后，三種測(cè)試模板 3（圖 8相同的情 況相一致，但是擁有不同的起點(diǎn)用以與前面提到的模式相比較，從而診斷狀態(tài)。 首先，每一模式的電平和控制信號(hào)在使信號(hào)正?；笠呀?jīng)和一種古典的到的結(jié)論在表 3和 4中給出。然后，測(cè)試模板的序列與前面模板的已知序列用 5和 6給出了電平的控制信號(hào)的比較結(jié)果。在所有情形下，所獲得的有用結(jié)果是一個(gè)正常距離，因此， 0代表完全匹配。 最后，獲得兩信號(hào)距離主要目的是為了得到每一種狀況和不同情況（ 模式之間是本地距離，這種類似評(píng)價(jià)的結(jié)果，在表 7和 8中給出。 可以看出利用表 8比表 7更容易分離出正確或錯(cuò)誤的診斷。另一個(gè)要考慮的是處理時(shí)間。在這些例子中，利用 利用 總結(jié) 這項(xiàng)工作表明利用片段法進(jìn)行信號(hào)的性質(zhì)表征和用于診斷領(lǐng)域模式識(shí)別的 既然屬于相同狀態(tài)的不同模式可以有不同的時(shí)間持續(xù)或重要性， 以比較和分類相同模式，利用相似匹配法。這樣，由 ，從水位控制系統(tǒng)的例子中可以看出，控制狀況的正確識(shí)別可以從當(dāng)前模式和前面已知模式的比較中得出。 on is of be of a of a of to of or In a is in to by of a of in is of of by of of is an of it is to to of of .) in in be of is of by of In of to of is to a of in to of In a of in is is as In to is to a TW is in a to of in of et (1995b) a in on in a of a et (1995a) of is it is on to be if of in a of by a to a of et 1994) u (1999) a is A 1998), of to a of to a of ( 000) a an A of is of a on in to (1994) a of 992) of a is by of if A a of an A on is 994b). is by a of by of a is by in of by of of of or an of it is to in A to 1978; 990) to a so in 1). in to to of a TW is , of m n =x1,..,.., Y=y1,..,.., (1) To a of k on a i,j) of d(xi,xi is a of W=w1,..,m,n)?k?m+n (2) ik, (3) ik jk of In to , on ??at of 1,1] m,n] ??go in is ik is by (i,j) as of d(xi,in of in be D(i,j)=d(xi,(D(j),D(i, ( 1 ) of in to in 999) a TW is to on a of a (001) a of of et (1998) TW to of an of (et 1998) a is et 1998) to in to TW n as a to of to to As it is a it in by to in by In a of TW is on TW in in of a as by of an of in TW be to to a is to a In a of 3 of in on of ). be to of so to a of a of TW is as a of It is to in of in of is A s in a In 4), in is by of a by a 2 3) be in to by of by by or of to be in of is in in be to of to of by of as of to by of he in to of as . in to in to to 2 3) to 5is by in in 1, 3 (8to in to of a TW in . of by of In of In a a of in to a in . 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