在tsfresh项目中添加自定义时间序列特征的方法指南-优快云博客

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在tsfresh项目中添加自定义时间序列特征的方法指南

tsfresh Automatic extraction of relevant features from time series: 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ts/tsfresh

概述

tsfresh是一个强大的Python时间序列特征提取库，它提供了大量现成的特征计算方法。但在实际应用中，我们有时需要根据特定业务场景创建自定义特征。本文将详细介绍如何在tsfresh中添加自定义特征计算器。

特征计算器类型选择

在开始编写自定义特征前，首先需要确定特征计算器的类型：

简单型特征计算器：返回单个特征值
组合型特征计算器：返回多个相关特征值

选择依据主要取决于特征之间的计算关系。如果多个特征可以共享中间计算结果，使用组合型能提高计算效率。

编写特征计算器

简单型特征计算器实现

基本结构如下：

from tsfresh.feature_extraction.feature_calculators import set_property

@set_property("fctype", "simple")
def custom_feature(x):
    """
    特征描述：计算时间序列的XX特征
    
    详细说明：这里可以详细描述特征的计算方法和应用场景
    
    :param x: 输入时间序列
    :type x: pandas.Series
    :return: 特征值
    :rtype: float
    """
    # 特征计算逻辑
    result = calculate_feature(x)
    return result

带参数版本：

@set_property("fctype", "simple")
def custom_feature_with_params(x, window_size, threshold):
    """
    带参数的特征计算器示例
    
    :param x: 输入时间序列
    :param window_size: 滑动窗口大小
    :param threshold: 阈值参数
    :return: 特征值
    """
    # 使用参数的逻辑
    return result

组合型特征计算器实现

组合型特征计算器适合需要返回多个相关特征的场景：

from tsfresh.utilities.string_manipulation import convert_to_output_format

@set_property("fctype", "combiner")
def multi_feature_calculator(x, param):
    """
    计算多个相关特征的组合型计算器
    
    :param x: 输入时间序列
    :param param: 参数字典列表
    :return: 包含特征名和值的元组列表
    """
    results = []
    for config in param:
        # 对每个参数配置计算特征
        feature_value = calculate_with_config(x, config)
        results.append((convert_to_output_format(config), feature_value))
    return results

时间相关特征的特殊处理

对于需要利用时间索引的特征，需要额外添加属性声明：

@set_property("input", "pd.Series")
@set_property("index_type", pd.DatetimeIndex)
def time_based_feature(x):
    """
    基于时间索引的特征计算
    
    例如计算时间序列的时间跨度(小时)
    """
    time_diff = x.index[-1] - x.index[0]
    return time_diff.total_seconds() / 3600

配置特征提取参数

编写完特征计算器后，需要将其添加到提取设置中：

from tsfresh.feature_extraction.settings import ComprehensiveFCParameters

# 创建设置对象
settings = ComprehensiveFCParameters()

# 添加自定义特征
settings[custom_feature] = None  # 无参数特征
settings[multi_feature_calculator] = [{"param1": 1}, {"param1": 2}]  # 带参数特征