不同时间序列上的异常检测技术?
创始人
2025-01-09 16:32:18
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在时间序列上进行异常检测有许多方法,下面列举一些常用方法:

  1. 离群值检测(Outlier Detection): 该方法基于统计学假设,假设训练数据和测试数据服从于某个概率分布。离群值检测通常用于检测异常点,因为这些点可能与其他点不同,因此很难使用统计方法来描述它们。以下是利用Python中scikit-learn库中的IsolationForest方法进行的例子:
from sklearn.ensemble import IsolationForest

clf = IsolationForest(n_estimators=100, max_samples='auto', contamination=float(.12), max_features=1.0)
clf.fit(X)

# Predict anomaly scores
anomaly_scores = clf.decision_function(X)

# Predict anomaly labels
anomalies = clf.predict(X)
  1. 递归式神经网络模型(RNN): RNN是一种深度学习模型,可以处理输入序列的连续流。 RNN可用于将时序数据用于异常检测,例如预测一段时间序列的下一个值,并比较预测值和真实值之间的误差。下面是用Python中TensorFlow库中的LSTM模型实现的例子:
import tensorflow as tf

model = tf.keras.Sequential()
model.add(tf.keras.layers.LSTM(32, input_shape=(None, 1), return_sequences=True))
model.add(tf.keras.layers.Dropout(0.5))
model.add(tf.keras.layers.LSTM(16))
model.add(tf.keras.layers.Dropout(0.5))
model.add(tf.keras.layers.Dense(1, activation='sigmoid'))

model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam')

model.fit(X_train, y_train, epochs=10, batch_size=32, validation_data=(X_test, y_test))
  1. 替代模型(Model-Based Detection): 该方法基于参数化模型,该模型用于描述给定时间序列的数据分布。替代模型使用时间序列中其他点的估计来检测异常点。下面是使用Python中statsmodels包中的ARIMA模型实现的例子:
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA

model = ARIMA(y, order=(3, 1, 0))
model_fit = model.fit(disp

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