isolation forest

孤立森林(Isolation Forest)是一种用于连续数据的无监督异常检测方法。通过构建随机二叉树,将数据进行随机切割,异常点通常在较少的切割次数下被孤立。算法包括训练和预测两部分,异常分值表示数据点的异常程度,路径长度越短,异常程度越高。适用于异常比例较低的数据集,但在特征选择时需谨慎,确保检测的异常符合实际需求。

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isolation forest 孤立森林

一种适用于 连续数据无监督 异常检测方法。

提到森林,自然少不了树,毕竟森林是由树构建的,isolation Tree(简称ITree),

iTree是一种随机二叉树,每一个结点要么有两个子节点,要么就是叶子结点,

给定一堆数据集D,这里D的所有属性都是连续型的变量,

ITree的构成过程:

1随机选择一个属性Attr

2随机选择该属性的一个值Value

3根据Attr对每一条记录进行分类,把Attr小于Value的记录放在左子节点,大于的放在右子节点

4然后递归的构造左子节点和右子节点。

(直到树的高度达到了限定的高度,或者数据集只有一条或多条一样的记录)

举个例子:

假设现在有一组一维数据(如下图所示),我们要对这一组数据进行随机分割,希望把A,B点单独切分出来,具体我们先在最大值和最小值直接随机选择一个值x,然后 按照<x和>=x把数据分为左右两组,然后,在两组分别重复这个步骤,知道数据不可分,显然,B点跟其他数据比较疏远,可能用很少的次数就把它切分开,

Isolation Forest是一种异常检测算法,可用于识别数据集中的异常值。Sklearn是一个Python机器学习库,提供了Isolation Forest算法的实现。 Isolation Forest基于以下两个概念来检测异常值:孤立实例和孤立树。孤立实例是数据集中的少数异常点,而孤立树是通过随机选择和分割特征来建立的二叉树。算法通过计算数据实例在树中的深度来评估其异常程度。异常点被认为是通过较少的路径被孤立,而正常点通常需要更多的路径来被孤立。 使用sklearn库中的Isolation Forest算法,我们可以按照以下步骤来进行异常检测。 首先,导入必要的库和数据集。使用sklearn.ensemble模块中的IsolationForest类来创建模型。 ``` import numpy as np from sklearn.ensemble import IsolationForest # 创建模型 model = IsolationForest(n_estimators=100, contamination=0.05, random_state=42) ``` 然后,我们可以使用模型的fit()方法来训练 Isolation Forest模型。 ``` # 训练模型 model.fit(data) ``` 在训练完成后,我们可以使用predict()方法来预测数据中的异常值。预测结果是-1表示异常值,1表示正常值。 ``` # 预测异常值 predictions = model.predict(data) ``` 最后,我们可以根据预测结果来标记和分析数据中的异常值。 需要注意的是,在使用Isolation Forest算法时,需要调整一些重要参数。例如,n_estimators参数表示建立孤立树的数量,contamination参数表示数据集中异常值的比例,我们可能需要根据实际情况进行调整。 总的来说,通过使用sklearn中的Isolation Forest算法,我们可以简单方便地进行异常检测,对于发现数据集中的异常值具有较好的效果。
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