[发明专利]一种时间序列相似性计算装置和方法

权利要求书

1.一种时间序列相似性计算装置，其特征在于，该装置包括：

序列缓冲器，其包括第一序列缓冲器和第二序列缓冲器，用于分别缓存第一时间序列和作为模板序列的第二时间序列，所述第一序列缓冲器的长度为1，所述第二序列缓冲器的长度根据系统支持的最大模板序列长度而设定；

距离运算单元，用于分别从第一序列缓冲器和第二序列缓冲器读取第一时间序列和第二时间序列，计算第一时间序列的元素值和第二时间序列的元素值之间的距离，得到距离矩阵；

存储单元，用于存储第一时间序列的多个滑动窗口对应的距离矩阵；

多个累加距离运算单元，用于根据滑动窗口长度和模板序列的长度，在多个滑动窗口内复用所述距离矩阵的元素并基于动态时间规整算法并行计算第一时间序列在各个滑动窗口内的子序列与第二时间序列的规整路径距离，其中，相邻滑动时间窗能够复用的距离矩阵的元素数量为(p-1)*q，其中，p为滑动窗口长度，q为模板序列的长度；以及

控制逻辑，用于对所述序列缓冲器、距离运算单元和多个累加距离运算单元进行逻辑控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述累加距离运算单元的个数等于所述滑动窗口的个数；

所述存储单元的大小基于单个滑动窗口下求解规整路径距离所需的最长时钟周期数而定。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

所述距离运算 单元计算的第一时间序列的元素值和第二时间序列的元素值之间的距离为欧式距离；

所述距离运算 单元包括加法器和乘法器，其计算的距离矩阵的元素以列为单位存储到所述存储单元中。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

所述累加距离运算单元包括加法器、比较器和多路选择器；

所述比较器用于按照计算粒度比较候选路径上的多个距离值；

所述多路选择器用于基于比较器的比较结果选择规整路径对应的距离值；

所述加法器用于累加规整路径上的距离值。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述序列缓冲器为环形缓冲器；

所述装置还包括状态寄存器，用于指示序列缓冲器的使用状态。

6.一种计算时间序列相似性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

缓存步骤，接收第一时间序列和作为模板序列的第二时间序列并对接收的第一时间序列和第二时间序列分别缓存至第一序列缓冲器和第二序列缓冲器，其中，所述第一序列缓冲器的长度为1，所述第二序列缓冲器的长度根据系统支持的最大模板序列长度而设定；

距离运算步骤，由距离运算单元分别从第一序列缓冲器和第二序列缓冲器读取第一时间序列和第二时间序列，计算第一时间序列的元素值和第二时间序列的元素值之间的距离，得到距离矩阵；

存储步骤，在存储单元中存储所述距离矩阵的与第一时间序列的多个滑动窗口对应的矩阵元素；

累加距离计算步骤，利用多个累加距离运算单元在多个滑动窗口内复用存储单元存储的距离矩阵的元素并基于动态时间规整算法并行计算第一时间序列在各个滑动窗口内的子序列与第二时间序列的规整路径距离，相邻滑动时间窗能够复用的距离矩阵的元素数量为(p-1)*q，其中，p为滑动窗口长度，q为模板序列的长度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述累加距离运算单元的个数等于所述滑动窗口的个数；

所述存储单元的大小基于单个滑动窗口下求解规整路径距离所需的最长时钟周期数而定。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述距离运算 单元计算的第一时间序列的元素值和第二时间序列的元素值之间的距离为欧式距离；

所述距离运算 单元包括加法器和乘法器，其计算的距离矩阵的元素以列为单位存储到所述存储单元中。