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KASBA:快速而准确的时间序列聚类

机器学习 2026-04-30 v1

摘要

时间序列数据正在跨越多个领域,推动着时间序列机器学习技术日益增长的需求。其中,时间序列聚类(TSCL)是最流行的机器学习任务之一。TSCL 作为强大的探索性分析工具,也被用作各种任务(包括异常检测、分段和分类)的预处理步骤或子程序。最流行的 TSCL 算法要么运行速度快但在基准问题上表现不佳,要么在基准上表现良好但规模不佳。我们提出了一种新型 TSCL 算法,即 kk-means(K)加速(A)随机亚梯度(S)球心(B)平均(A)(KASBA)聚类算法。KASBA 是一种 kk-means 聚类算法,它在聚类的所有阶段都使用 Move-Split-Merge(MSM)弹性距离,应用随机化随机亚梯度梯度下降法寻找球心质心,链接聚类的每个阶段以加快收敛,并利用 MSM 距离的度量属性避免大量距离计算。它是一种通用且可扩展的聚类器,旨用于实际应用中的 TSCL。它允许实践者在运行时间和聚类性能之间进行权衡。我们通过大量实验演示,KASBA 在各类更快的最先进聚类方法中显著优于快速方法,同时对最具性能的 kk-means 替代方案实现了数量级的运行时间改进。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.17838,
  title  = {Rock the KASBA: Blazingly Fast and Accurate Time Series Clustering},
  author = {Christopher Holder and Anthony Bagnall},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.17838},
  year   = {2026}
}