动态规划详解.docx

在日常的生活中我们最经常使用的距离毫无疑问应该是欧式距离,但是对于一些特殊情况,欧氏距离存在着其很明显的缺陷,比如说时间序列,举个比较简单的例子,序列A:1,1,1,10,2,3,序列B:1,1,1,2,10,3,如果用欧氏距离,也就是distance[i][j]=(b[j]-a[i])*(b[j]-a[i])来计算的话,总的距离和应该是128,应该说这个距离是非常大的,而实际上这个序列的图像是十分相似的,这种情况下就有人开始考虑寻找新的时间序列距离的计算方法,然后提出了DTW算法,这种方法在语音识别,机器学习方便有着很重要的作用。这个算法是基于动态规划(DP)的思想,解决了发音长短不一的模板匹配问题,简单来说,就是通过构建一个邻接矩阵,寻找最短路径和。还以上面的2个序列作为例子,A中的10和B中的2对应以及A中的2和B中的10对应的时候,distance[3]以及distance[4]肯定是非常大的,这就直接导致了最后距离和的膨胀,这种时候,我们需要来调整下时间序列,如果我们让A中的10和B中的10对应,A中的1和B中的2对应,那么最后的距离和就将大大缩短,这种方式可以看做是一种时间扭曲,看到这里的时候,我相信应该会有人提出来,为什么不能使用A中的2与B中的2对应的问题,那样的话距离和肯定是0了啊,距离应该是最小的吧,但这种情况是不允许的,因为A中的10是发生在2的前面,而B中的2则发生在10的前面,如果对应方式交叉的话会导致时间上的混乱,不符合因果关系。接下来,以output[6][6](所有的记录下标从1开始,开始的时候全部置0)记录A,B之间的DTW距离,简单的介绍一下具体的算法,这个算法其实就是一个简单的DP,状态转移公式是output[i][j]=Min(Min(output[i-1][j],output[i][j-1]),output[i-1][j-1])+distance[i][j];最后得到的output[5][5]#include#includeusingnamespacestd;#defineNUM6//序列中样本点的个数简单起见,假设2个序列的样本点一样多#defineMin(a,b)(avoidaprint(int**,int,int);intmain(){cout<<"adfewro"<<endl;inti,j,k;inta[NUM],b[NUM];intdistance[NUM+1][NUM+1];intoutput[NUM+1][NUM+1];memset((int**)distance,0,sizeof(distance));memset((int**)output,0,sizeof(output));aprint((int**)distance,NUM+1,NUM+1);aprint((int**)output,NUM+1,NUM+1);for(i=0;i>a[i];for(i=0;i>b[i];for(i=1;i<=NUM;i++)for(j=1;j<=NUM;j++)distance[i][j]=(b[j-1]-a[i-1])*(b[j-1]-a[i-1]);//计算点与点之间的欧式距离for(i=1;i<=NUM;i++){for(j=1;j<=NUM;j++)c