dtw
使用动态时间规整信号之间的距离
描述
例子
唧唧，肝窦的动态时间规整
产生两个真实信号：啁啾和正弦曲线。
x = cos(2 *π* (3 * (1:1000)/ 1000)^ 2);y = cos(2 *π* 9 * (1:399)/ 400);
使用动态时间规整对准信号，使得欧氏距离他们点之间的和最小。显示调整信号和距离。
DTW（X，Y）;
将正弦频率改为其初始值的两倍。重复计算。
Y = COS（2 * PI * 18 *（1：399）/ 400）;DTW（X，Y）;
添加的虚部到每个信号。恢复的初始相位的频率。使用动态时间规整通过最小化平方欧氏距离的总和对准信号。
我x = exp(2 *π* (3 * (1:1000)/ 1000)^ 2);y = exp(我*π* 9 * 2 (1:399)/ 400);dtw (x, y,“平方”）;
对齐写作样本
设计一种类似早期计算机输出的字体。用它来写单词MATLAB®。
CHR = @（X）DEC2BIN（X'） - 48;M = CHR（[34 34 54 42 34 34 34]）;A = CHR（[08 20 34 34 62 34 34]）;T = CHR（[62 08 08 08 08 08 08]）;L = CHR（[32 32 32 32 32 32 62]）;B = CHR（[60 34 34 60 34 34 60]）;MATLAB = [M A T L A B]。
腐败通过重复字母随机列和不同的间隔的话。显示原词和三个损坏版本。重置可重复结果的随机数发生器。
RNG（'默认'）C = @（X）×（：，排序（[1：6兰迪（6,1,3）]））;副区（4,1,1，'XLIM'，[0 60]）间谍（MATLAB）xlabel（“”)ylabel (“原始”）对于KJ = 2：4副区（4,1，KJ，'XLIM'，[0 60]）间谍（[C（M）C（A）C（T）C（L）C（A）C（B）]）xlabel（“”)ylabel (“堕落”）结束
生成该词的两个更坏的版本。使用动态时间扭曲将它们对齐。
一个= [C（M）C（A）C（T）C（L）C（A）C（B）];2 = [C（M）C（A）C（T）C（L）C（A）C（B）];[DS，IX，IY] = DTW（一，二）;onewarp =一个（：，ⅸ）;twowarp = 2（：，IY）;
显示未对齐和对齐的字。
图副区（4,1,1）间谍（一个）xlabel（“”)ylabel ('一'）副区（4,1,2）间谍（两个'R')包含(“”)ylabel (“两个”) subplot(4,1,3) spy(onewarp) xlabel(“”)ylabel (“onewarp”)次要情节(4,4)间谍(twowarp,'R')包含(“”)ylabel ('twowarp'）
使用的内置功能重复计算dtw。
dtw (1、2);
约束规整路径
产生两个信号，由两个不同的峰由不同长度的谷隔开。画出信号。
x1 = [0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0]*.95;x2 = [0 1 0 1 0]*.95;subplot(2,1,1) plot(x1) xl = xlim;次要情节(2,1,2)情节(x2) xlim (xl)
不受弯曲路径限制地对齐信号。为了产生完美的对准，该函数只需要重复较短信号的一个样本。
图DTW（X1，X2）;
绘制两种信号之间的弯曲路径和直线拟合。为了实现对齐，该功能将波峰之间的波谷扩展得很宽。
并[d，I1，I2] = DTW（X1，X2）;图图（I1，I2，“邻”[I1（1）I1（结束）]，[12（1）12（端）]）
重复计算，但现在约束的扭曲路径偏离最多三个元素从直线拟合。绘制拉伸信号和弯曲路径。
(直流、i1c i2c) = dtw (x1, x2, 3);次要情节(2,1,1)情节((x1 (i1c); x2 (i2c)”,'.-')标题(“距离：”num2str (dc)])次要情节(2,1,2)情节(i1c、i2c、“邻”[I1（1）I1（结束）]，[12（1）12（端）]）
约束来自集中了太多的样品的一小部分，在比对质量为代价阻止翘曲。重复与单样本约束的计算。
DTW（X1，X 2,1）;
语音信号的动态时间规整
加载在取样的语音信号 。该文件包含一个女声的录音说的一句话“MATLAB®。”
加载MTLB％听到，类型soundsc（MTLB，FS）
提取两个部分相对应的两个实例/æ/音素。第一次大约发生在150到250毫秒之间，第二次发生在370到450毫秒之间。画出两个波形。
a1 = mtlb(圆(0.15 * Fs):圆形(0.25 * Fs));a2 = mtlb(圆(0.37 * Fs):圆形(0.45 * Fs));次要情节(2,1,1)情节((0:元素个数(a1) 1) / Fs + 0.15, a1)标题('A_1'）副区（2,1,2）曲线图（（0：numel（A2）-1）/Fs+0.37,a2）标题（'a2')包含(“时间（秒）”）
% To hear，输入soundsc(a1,Fs)， pause(1)， soundsc(a2,Fs)
扭曲时间轴，使信号之间的欧氏距离最小化。计算扭曲信号的共享“持续时间”并绘制它们。
[d, i1、i2] = dtw (a1, a2);a1w = a1 (i1);a2w = a2 (i2);t =(0:元素个数(i1) 1) / Fs;时间= t(结束)
持续时间= 0.1297
副区（2,1,1）图（T，A1W）称号（“a_1,扭曲”）副区（2,1,2）情节（T，A2W）标题（,扭曲的)包含(“时间（秒）”）
％听到，类型soundsc（A1W，FS），暂停（1），声音（A2W，FS）
用一个完整的单词重复这个实验。加载一个包含单词“strong”的文件，该单词由一名女性和一名男性使用。信号以8khz采样。
负载('strong.mat'）％要听，类型soundsc（她，FS），暂停（2），soundsc（他，FS）
翘曲时间轴，使得信号之间的绝对距离被最小化。绘制原和转换的信号。计算其共享扭曲“持续时间”。
DTW（她，他，'绝对'）;传说（“她”，'他'）
并[d，iher，ihim] = DTW（她，他，'绝对'）;持续时间= numel（iher）/ FS
持续时间= 0.8394
％要听，类型soundsc（她（iher），FS），暂停（2），soundsc（他（ihim），FS）
动态时间弯曲的手写对齐
文件MATLAB1.gif和MATLAB2.gif包含单词两个手写样本“MATLAB®。”加载文件，并沿着它们对齐X- 轴采用动态时间规整。
SAMP1 =“MATLAB1.gif”;samp2 ='MATLAB2.gif';X =双（imread（SAMP1））;Y =双（imread（SAMP2））;DTW（X，Y）;
输入参数
输出参数
更多关于
动态时间规整
两个具有相同排列顺序的等效特征的信号，由于其段的持续时间不同，可能会出现很大的差异。动态时间扭曲扭曲了这些持续时间，使得对应的特征出现在公共时间轴的同一位置，从而突出了信号之间的相似性。
考虑两个ķ维信号
和
其中有中号和ñ样本,分别。鉴于d锰（X，ÿ），则之间的距离米th的样本X和ñth的样本ÿ中指定的度规，经销舒展X和ÿ到一组通用的时刻，使得全局信号 - 信号距离度量最小。
最初，功能安排的所有可能的值d锰（X，ÿ)变成了这种形式的晶格
然后经销长相对于路径通过晶格参数通过相同长度的两个序列，九和IY-such那
最小。可接受经销路径开始d11（X，ÿ),在d锰（X，ÿ)，以及“国际象棋之王”棋步的组合:
垂直移动:（米，ñ)→(米+ 1,ñ）
水平移动:（米，ñ)→(米，ñ+ 1)
对角线移动：（米，ñ)→(米+ 1,ñ+ 1)
这种结构确保了对齐到的完整的信号的任何可接受的路径，不跳过样本，并且不重复的信号特征。此外，所希望的路径运行关闭到对角线延伸之间d11（X，ÿ）和d锰（X，ÿ）。这种额外的约束，通过调整maxsamp参数，确保了整经比较相似长度的段，不过拟合离群值的功能。
这是通过晶格的可能路径：
以下路径是不允许的:
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| 不对齐整个信号 | 跳过样本 | 轮流回本身，重复功能 |
参考
[1] Paliwal，K. K.，阿南特阿加瓦尔和Sarvajit S.辛哈。“一个修改过Sakoe和千叶的动态时间规整算法的孤立词识别。”信号处理。卷。4，1982年，第329-333。
[2] Sakoe，宏明，和成美千叶。“动态规划算法优化的语音识别。”IEEE®声学，语音和信号处理的交易。卷。ASSP-26，第1号，1978年，第43-49。
扩展功能
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介绍了在R2016a
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