机器学习第十讲:异常值检测 → 发现身高填3米的不合理数据

机器学习第十讲:异常值检测 → 发现身高填3米的不合理数据

资料取自《零基础学机器学习》
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关于DeepSeek本地部署指南可以看下我之前写的文章:DeepSeek R1本地与线上满血版部署:超详细手把手指南


一、幼儿园量身高游戏比喻 👦(类似材料4中的数据处理[4])

假设幼儿园老师收集小朋友身高:

正常范围0.8-1.5米
出现3米数据
测量身高
检查是否合理
标记为正常
① 检查是否笔误(如3米→0.3米)
② 对比其他特征(5cm脚掌匹配3米身高?)
③ 暂时隔离待确认

二、智能筛子工具箱 🧰

案例:某体检报告出现身高2.5米记录(类似材料6中的分类验证[6])

  1. 三标准差法(适合正态分布数据)

    平均身高1.7m
    标准差0.1m
    合理范围1.4m-2.0m
    超过即报警
  2. 四分位数法(适合非对称数据,参考材料2的矩阵思维[2])

    # Python示例代码
    Q1 = data['height'].quantile(0.25)  # 1.58米
    Q3 = data['height'].quantile(0.75)  # 1.75米
    IQR = Q3 - Q1  # 0.17米
    upper_bound = Q3 + 1.5*IQR  # 超过2.0米即异常
    
  3. 图像判定法
    通过散点图直观识别离群点(类似材料4中的时序图像分析[4]):


三、常见雷区警示 💥(类似材料1中的评估陷阱[1])

场景错误处理正确做法
运动员身高数据删除所有>1.9米数据按项目建立不同标准
老人体检数据用年轻人标准检测老年骨质疏松指标建立年龄分段模型[2]
设备温度监测仅用当前值判断结合时间序列波动检测[4]

四、医疗数据实战 🏥(类似材料5的Q-Learning决策树思维[5])

正常路径
异常路径
原始数据
决策树分类
叶节点路径
保留数据
标记为可疑(如糖尿病人血糖2.0mmol/L)

五、超市价格审核案例 🛒(参考材料2的假正/假负概念[2])

步骤

  1. 通过历史数据建立合理价格带
    (牛奶价格正常范围5-20元,出现999元视为异常)
  2. 设置分级报警
    15% 85% 异常价格分级 黄色预警(20-50元) 红色警报(>50元)
  3. 结合销售数量交叉验证
    (标价999元的商品同时卖出1000件?大概率系统错误)

六、知识要点总结 💡

  • 先验知识优先:篮球运动员的身高与普通人需区分标准(类似材料5的差异化回报设置[5])
  • 多维度联检:身高异常时同步校验体重/BMI指数(参考材料2的多指标思维[2])
  • 区分对待:保留少量异常值供模型迭代学习(类似材料6中的集成学习策略[6])
  • 效果验证:用混淆矩阵评估清洗后数据质量(参考材料1的精确率验证法[1])

目录:总目录
上篇文章:机器学习第九讲:缺失值填补 → 补全问卷漏填的题目,保证数据完整性
下篇文章:机器学习第十一讲:标准化 → 把厘米和公斤单位统一成标准值


[1]《零基础学机器学习》中的假正/假负验证方法
[2]《零基础学机器学习》的多指标评估体系
[4]《零基础学机器学习》的时序数据处理逻辑
[5]《零基础学机器学习》的差异化决策思想
[6]《零基础学机器学习》的集成验证策略

本课题设计了一种利用Matlab平台开发的植物叶片健康状态识别方案,重点融合了色彩与纹理双重特征以实现对叶片病害的自动化判别。该系统构建了直观的图形操作界面,便于用户提交叶片影像并快速获得分析结论。Matlab作为具备高效数值计算与数据处理能力的工具,在图像分析与模式分类领域应用广泛,本项目正是借助其功能解决农业病害监测的实际问题。 在色彩特征分析方面,叶片影像的颜色分布常与其生理状态密切相关。通常,健康的叶片呈现绿色,而出现黄化、褐变等异常色彩往往指示病害或虫害的发生。Matlab提供了一系列图像处理函数,例如可通过色彩空间转换与直方图统计来量化颜色属性。通过计算各颜色通道的统计参数(如均值、标准差及主成分等),能够提取具有判别力的色彩特征,从而为不同病害类别的区分提供依据。 纹理特征则用于描述叶片表面的微观结构与形态变化,如病斑、皱缩或裂纹等。Matlab中的灰度共生矩阵计算函数可用于提取对比度、均匀性、相关性等纹理指标。此外,局部二值模式与Gabor滤波等方法也能从多尺度刻画纹理细节,进一步增强病害识别的鲁棒性。 系统的人机交互界面基于Matlab的图形用户界面开发环境实现。用户可通过该界面上传待检图像,系统将自动执行图像预处理、特征抽取与分类判断。采用的分类模型包括支持向量机、决策树等机器学习方法,通过对已标注样本的训练,模型能够依据新图像的特征向量预测其所属的病害类别。 此类课题设计有助于深化对Matlab编程、图像处理技术与模式识别原理的理解。通过完整实现从特征提取到分类决策的流程,学生能够将理论知识与实际应用相结合,提升解决复杂工程问题的能力。总体而言,该叶片病害检测系统涵盖了图像分析、特征融合、分类算法及界面开发等多个技术环节,为学习与掌握基于Matlab的智能检测技术提供了综合性实践案例。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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