时序聚类:十年回顾与展望

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"这篇论文是2015年由Saeed Aghabozorgi、Ali Seyed Shirkhorshidi和Teh Ying Wah在University of Malaya的Department of Information System发表的,名为《时序聚类——十年回顾》。文章深入探讨了时序聚类的各个方面,并列举了一些关键方法,旨在对过去十年的时序聚类研究进行总结和评估。" 时序聚类是一种无监督学习方法,用于将大量没有预先标记的数据集分成不同的组或簇,以便发现数据中的潜在结构和模式。随着云计算和大数据等新概念的出现,对无监督解决方案如聚类算法的需求日益增长,因为它们可以从海量数据中挖掘有价值的信息。 时序数据是随着时间变化的一系列数值,广泛应用于许多科学领域,包括气象学、生物医学、金融分析和物联网等。时序聚类特别适用于处理大规模数据集,因为在这些情况下,监督学习方法由于缺乏标签往往难以应用。而无监督的聚类方法能够不依赖于预先存在的类别信息来组织和理解数据。 论文中可能涉及的关键概念包括: 1. 距离度量:聚类过程依赖于计算不同时间序列之间的相似性。常见的距离度量有欧氏距离、动态时间规整(DTW)、曼哈顿距离和余弦相似性等。选择合适的距离度量对于正确识别相似的时间序列至关重要。 2. 评价指标:评估聚类结果的质量通常使用外部和内部标准。外部标准如调整 rand 指数和轮廓系数,基于已知的类标签;内部标准如 Calinski-Harabasz 指数和 Davies-Bouldin 指数,则基于聚类本身的特性。 3. 表示方法:时间序列的表示形式也会影响聚类效果。常见的表示包括原始值、差分、平滑化、特征提取(如傅立叶变换或PCA)以及时间序列形状let等。 4. 聚类算法:文中可能涵盖了多种时序聚类算法,如基于距离的K-means、DBSCAN、BIRCH、谱聚类,以及特定于时序的算法,如ELKI中的ST-DBSCAN、TCut和T-Linkage等。 通过对这些领域的回顾,论文旨在为研究人员提供一个全面的理解,以便他们可以选择最适合其特定应用的时序聚类方法。此外,这种回顾性研究也为未来的研究指明了可能的方向,如改进距离度量、开发更适应时序数据的聚类算法,以及探索新的评估和可视化技术。