热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 编程语言 > 正文

数仓面试,数据分析中异常值检测算法?

这一节来讲下关于数据分析中,异常数据识别的几种算法:k-m

 异常值是我们在数据分析中会经常遇到的一种特殊情况,所谓的异常值就是非正常数据。我们这节来讲下关于数据分析中,异常数据识别的几种算法:k-mean、箱体图法等


        异常值是我们在数据分析中会经常遇到的一种特殊情况,所谓的异常值就是非正常数据。有的时候异常数据对我们是有用的,有的时候异常数据不仅对我们无用,反而会影响我们正常的分析结果。比如在分析银行欺诈案例时,核心就是要发现异常值,这个时候异常值对我们是有用的。再比如,在统计某个城市的平均收入的时候,有人月收入是好几个亿,这个时候这个人就是一个异常值,这个异常值会拉高城市的整体平均收入,因此可能会得到一个不真实的分析结果。

这一篇来分享下,如何识别异常值以及识别到异常值以后该如何处理。


01

箱体图法:

分位数识别

代表的执行方法为箱式图

上四分位数Q3,又叫做升序数列的75%位点
下四分位数Q1,又叫做升序数列的25%位点
箱式图检验就是摘除大于Q3+3/2*(Q3-Q1)
,小于Q1-3/2*(Q3-Q1)
外的数据,并认定其为异常值;针对全量样本已知的问题比较好,缺点在于数据量庞大的时候的排序消耗
R语言中的quantile
函数,python中的percentile
函数可以直接实现。

02


距离识别:

最常用的就是欧式距离
比如:两个n维向量a(x11,x12,…,x1n)与 b(x21,x22,…,x2n)间的欧氏距离:

可以直观感受的到,图中,距离蓝色B点距离为基准衡量的话,红色A1,红色A2,红色A3为距离较近点,A4为距离较远的异常点。


但是这样看问题会有一个隐患,我们犯了“就点论点”的错误没有考虑到全局的问题,让我在看下面这张图:


还是刚才那张图,橙色背景为原始数据集分布,这样看来A4的位置反而比A1、A3相对更靠近基准点B,所以在存在纲量不一致且数据分布异常的情况下,可以使用马氏距离代替欧式距离判断数据是否离群。


其中,μ
为feature的均值,X
为观察值,Σ
为feature的协方差矩阵
马氏距离除了用来判断点是否异常,也可以用来判断两个数据集相识度,在图像识别,反欺诈识别中应用的也是非常普遍;问题在于太过于依赖Σ
,不同的base case对应的Σ
都是不一致的,不是很稳定

03

K均值聚类:

K均值聚类算法的思路非常通俗易懂,就是不断地计算各样本点与簇中心之间的距离,直到收敛为止,其具体的步骤如下:

(1)从数据中随机挑选k个样本点作为原始的簇中心。

(2)计算剩余样本与簇中心的距离,并把各样本标记为离k个簇中心最近的类别。

(3)重新计算各簇中样本点的均值,并以均值作为新的k个簇中心。

(4)不断重复(2)和(3),直到簇中心的变化趋于稳定,形成最终的k个簇。


       如上图所示,图中蓝色和红色之间形成鲜明的簇,其中每个簇内包含5000个数据。如果数据中存在异常点,目测蓝色的簇可能会包含更多异常,因为数据点相对分散一些。


如上图所示,通过9个子图对Kmeans聚类过程加以说明:子图1,从原始样本中随机挑选两个数据点作为初始的簇中心,即子图中的两个五角星;子图2,将其余样本点与这两个五角星分别计算距离(距离的度量可选择欧氏距离、曼哈顿距离等),然后将每个样本点划分到离五角星最近的簇,即子图中按虚线隔开的两部分;子图3,计算两个簇内样本点的均值,得到新的簇中心,即子图中的五角星;子图4,根据新的簇中心,继续计算各样本与五角星之间的距离,得到子图5的划分结果和子图6中新的簇内样本均值;以此类推,最终得到理想的聚类效果,如子图9所示,图中的五角星即最终的簇中心点。

实现原理:

使用K均值聚类的思想识别数据中的异常点还是非常简单的,具体步骤如下:

  • 利用“拐点法”、“轮廓系数法”、“间隔统计量法”或者“经验法”确定聚类的个数;

  • 基于具体的K值,对数据实施K均值聚类的应用;

  • 基于聚类的结果,计算簇内每个点到簇中心的距离;

  • 将距离跟阈值相比较,如果其大于阈值则认为是异常,否则正常;

#我是媛姐,一枚有多年大数据经验的程序媛,打过螺丝搬过砖,关注数仓,关注分析。愿你我走得更远!



推荐阅读
  • 本文探讨了图像标签的多种分类场景及其在以图搜图技术中的应用,涵盖了从基础理论到实际项目实施的全面解析。 ... [详细]
  • 吴恩达推出TensorFlow实践课程,Python基础即可入门,四个月掌握核心技能
    量子位报道,deeplearning.ai最新发布了TensorFlow实践课程,适合希望使用TensorFlow开发AI应用的学习者。该课程涵盖机器学习模型构建、图像识别、自然语言处理及时间序列预测等多个方面。 ... [详细]
  • 虽然SQL因其直观易学的语法受到广泛欢迎,但转向Pandas进行数据处理时,初学者可能会感到不适应。本文旨在通过一系列实例,展示如何在Pandas中实现类似SQL的数据查询功能。 ... [详细]
  • 探讨一个显示数字的故障计算器,它支持两种操作:将当前数字乘以2或减去1。本文将详细介绍如何用最少的操作次数将初始值X转换为目标值Y。 ... [详细]
  • 深入解析:手把手教你构建决策树算法
    本文详细介绍了机器学习中广泛应用的决策树算法,通过天气数据集的实例演示了ID3和CART算法的手动推导过程。文章长度约2000字,建议阅读时间5分钟。 ... [详细]
  • 在金融和会计领域,准确无误地填写票据和结算凭证至关重要。这些文件不仅是支付结算和现金收付的重要依据,还直接关系到交易的安全性和准确性。本文介绍了一种使用C语言实现小写金额转换为大写金额的方法,确保数据的标准化和规范化。 ... [详细]
  • 自学编程与计算机专业背景者的差异分析
    本文探讨了自学编程者和计算机专业毕业生在技能、知识结构及职业发展上的不同之处,结合实际案例分析两者的优势与劣势。 ... [详细]
  • 本文深入探讨了 Python 列表切片的基本概念和实际应用,通过具体示例展示了不同切片方式的使用方法及其背后的逻辑。 ... [详细]
  • 本文介绍如何使用 Python 的 Pandas 库中 Series 对象的 round() 方法,对数值进行四舍五入处理。该方法在数据预处理和分析中非常有用。 ... [详细]
  • 云屏系统基于嵌入式微系统msOS,旨在解决当前嵌入式彩屏GUI编程中硬件要求高、软件开发复杂、界面效果不佳等问题。该系统通过结合MCU和Android技术,利用Html5+JavaScript实现高效、易用的图形用户界面开发,使嵌入式开发人员能够专注于业务逻辑。 ... [详细]
  • 2017年人工智能领域的十大里程碑事件回顾
    随着2018年的临近,我们一同回顾过去一年中人工智能领域的重要进展。这一年,无论是政策层面的支持,还是技术上的突破,都显示了人工智能发展的迅猛势头。以下是精选的2017年人工智能领域最具影响力的事件。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了如何在Windows环境下配置GPU支持,并使用Keras和TensorFlow实现YOLOv3模型进行图像目标检测。对于环境搭建的具体步骤,可参考外部链接提供的指南。 ... [详细]
  • 强人工智能时代,区块链的角色与前景
    随着强人工智能的崛起,区块链技术在新的技术生态中扮演着怎样的角色?本文探讨了区块链与强人工智能之间的互补关系及其在未来技术发展中的重要性。 ... [详细]
  • 《计算机视觉:算法与应用》第二版初稿上线,全面更新迎接未来
    经典计算机视觉教材《计算机视觉:算法与应用》迎来了其第二版,现已开放初稿下载。本书由Facebook研究科学家Richard Szeliski撰写,自2010年首版以来,一直是该领域的标准参考书。 ... [详细]
  • 专注于模式识别与机器学习的研究生,对于该领域内的就业方向及具体职位要求有着浓厚的兴趣。本文将探讨智能图像/视频处理工程师的岗位要求,并为相关专业的学生提供学习建议。 ... [详细]
author-avatar
廖赞胜
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有