MATLAB动态时间规整序列对齐系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于动态时间规整(DTW)算法的序列对齐工具，能够为不同长度或速度的时间序列找到最优非线性对齐路径。系统支持多维序列处理，提供可视化功能，适用于信号处理、生物信息学等领域的时间序列分析。

详 情 说 明

MATLAB动态时间规整序列对齐系统

项目介绍

本项目实现了一个基于动态时间规整(DTW)算法的时间序列对齐工具。系统能够有效处理不同长度或速度的时间序列，通过非线性匹配找到使两个序列差异最小化的最优对齐路径。该系统支持多维序列处理，并提供直观的可视化功能，可广泛应用于语音识别、生物序列分析、金融时间序列匹配等多个领域。

功能特性

• 智能序列对齐：采用动态规划最优路径搜索技术，实现两个时间序列的最优非线性匹配
• 多维序列支持：可处理一维或多维时间序列数据
• 灵活距离度量：支持用户自定义距离函数（默认为欧几里得距离）
• 参数可配置：提供对齐约束参数设置，如窗口大小、路径约束等
• 全面输出结果：输出最优对齐路径、规整后序列、累积代价矩阵和最终规整距离
• 可视化展示：生成对齐路径图和序列对比图，直观展示匹配效果

使用方法

基本调用

% 输入两个时间序列 sequence1 = [1, 2, 3, 4, 5]; sequence2 = [1, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5];

% 执行DTW对齐 [aligned_path, aligned_seq1, aligned_seq2, cost_matrix, distance] = dtw_align(sequence1, sequence2);

高级配置

% 使用自定义距离函数和约束参数 custom_dist = @(x,y) abs(x-y); % 自定义距离函数 options.window_size = 10; % 设置窗口约束

[aligned_path, aligned_seq1, aligned_seq2, cost_matrix, distance] = ... dtw_align(sequence1, sequence2, custom_dist, options);

结果可视化

% 显示对齐结果 plot_alignment(aligned_seq1, aligned_seq2, aligned_path, cost_matrix);

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 支持的操作系统：Windows 7+/macOS 10.12+/Linux各主流发行版
• 内存：至少4GB RAM（处理大型序列时建议8GB以上）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括动态时间规整算法的完整执行流程，从序列数据输入、距离矩阵计算、最优路径搜索到结果输出的全过程处理。该文件整合了参数配置、算法运算和可视化功能，为用户提供一站式的序列对齐解决方案。通过调用该文件，用户可以完成从原始序列到最终对齐结果的全部处理步骤，并获得详细的分析报告和图形化展示。