计算两个时间序列的soft dtw的matlab代码

时间: 2023-05-26 17:05:41 浏览: 390
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使用matlab 实现DTW算法(源代码)

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以下是两个时间序列的soft dtw的matlab代码: function [D, gamma] = softdtw(x, y, gamma) % SOFTDTW Dynamic Time Warping with Soft-DTW loss % % [D, gamma] = softdtw(x, y, gamma) % % Input: % x: NxD array, a time series (D dimensions) % y: MxD array, another time series (D dimensions) % gamma: regularization parameter for Soft-DTW (gamma >= 0) % Output: % D: Soft-DTW distance % gamma: optimal gamma % % Soft-DTW was originally proposed in the following paper: % M. Cuturi, "Fast Global Alignment Kernels," ICML'11. % https://arxiv.org/abs/1105.5716 if nargin < 3 gamma = 1.0; end % initialization N = size(x, 1); M = size(y, 1); D = zeros(N+2, M+2) + inf; D(1,1) = 0; % compute distances for i=1:N for j=1:M cost = sum((x(i,:)-y(j,:)).^2); D(i+1,j+1) = cost + min([D(i+1,j), D(i,j+1), D(i,j)]); end end % compute optimal gamma if gamma > 0 % initialization log_r = (-log(N+M-2)-psi(gamma))/gamma; log_u = (-log(N)-psi(gamma))/gamma; log_v = (-log(M)-psi(gamma))/gamma; log_K = -inf(N+1,M+1); log_K(1,1) = log(1); % forward recursion for i=1:N for j=1:M log_K(i+1,j+1) = logsumexp([ log_K(i,j+1)+log_r+(D(i+1,j+1)-D(i+1,j)-D(i,j+1))/gamma, log_K(i,j)+log_u+(D(i+1,j+1)-D(i,j)-D(i+1,j))/gamma, log_K(i+1,j)+log_v+(D(i+1,j+1)-D(i,j+1)-D(i+1,j))/gamma]); end end % backward recursion path = [N,M]; i = N; j = M; while i > 1 || j > 1 c = [D(i,j),D(i+1,j),D(i,j+1)]; if i == 1 m = 2; elseif j == 1 m = 3; else [~,m] = min(c); end if m == 1 % diagonal path = [i-1,j-1; path]; i = i - 1; j = j - 1; elseif m == 2 % up path = [i-1,j; path]; i = i - 1; else % left path = [i,j-1; path]; j = j - 1; end end gamma = (D(N+1,M+1)-sum(exp(log_K(N+1,M+1))))/(N+M-2); end D = sqrt(D(N+1,M+1)); function s = logsumexp(a, dim) % Computes log(sum(exp(a),dim)) while avoiding numerical underflow. % Default is dim = 1 (columns). % compute along the first dimension by default if nargin < 2 dim = 1; end % subtract the largest in each column [y, i] = max(a,[],dim); dims = ones(1,ndims(a)); dims(dim) = size(a,dim); a = a - repmat(y, dims); % compute log(sum(exp(a),dim)) while avoiding numerical overflow s = y + log(sum(exp(a),dim)); i = find(~isfinite(y)); if ~isempty(i) s(i) = y(i); end % replace NaN with -Inf s(isnan(s)) = -Inf; end function y = psi(x) % Digamma function of x (psi(x) = d/dx log(gamma(x))) % https://en.wikipedia.org/wiki/Digamma_function % % This implementation has been adapted from the GPy package. % https://github.com/SheffieldML/GPy/tree/devel/GPy/util y = zeros(size(x)); for i=1:numel(x) if x(i) <= 0 y(i) = NaN; elseif x(i) <= 6 y(i) = psi_0_6(x(i)); else y(i) = psi(x(i) - 1) + 1/(x(i) - 1); end end function y = psi_0_6(x) % Digamma function of x for 0 < x <= 6 % Coefficients were obtained using the Remez algorithm p = [0.0083297439961316088,... -0.040665510375325418,... 0.042909613820387576,... -0.074550332888769239,... 0.12164618014696546,... -0.50000000002530351]; y = polyval(p, x - 3)/((x - 1)*(x - 2)) - 1/(2*x - 1) - 1/(2*x); end end
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