数据集预处理中的离群值检测方法有哪些?如何应对?

引言 数据集预处理是数据分析、机器学习模型构建过程中重点步骤,其中离群值检测是确保数据质量根本环节,离群值,也称为异常值或噪声数据,是指在数据集中与其他观测值显著不同观测值,这些异常值大概会对后续数据分析、模型训练造成严重干扰,于是须要采取适当措施实行处理,本文将祥明介绍数据集预处理中常用离群值检测

引言

数据集预处理是数据分析、机器学习模型构建过程中重点步骤,其中离群值检测是确保数据质量根本环节,离群值,也称为异常值或噪声数据,是指在数据集中与其他观测值显著不同观测值,这些异常值大概会对后续数据分析、模型训练造成严重干扰,于是须要采取适当措施实行处理,本文将祥明介绍数据集预处理中常用离群值检测方法及其应对策略,并供应实用主张。

一、离群值检测方法概述 离群值检测方法多种多样,每种方法都有其适用场景、优缺点,常见离群值检测方法涵盖统计学方法、聚类分析、根据距离方法以及机器学习算法等。

1. 统计学方法

统计学方法首要涵盖箱线图法、Z-score准则化法、IQR〔四分位距〕法等,这些方法利用统计特性来识别偏离正常范围观测值。
  • 箱线图法:通过绘制箱线图来直观地识别潜在异常点。
  • Z-score准则化法:计算每个观测值得到均值准则差数倍作为Z-score,当绝对Z-score超过一定阈值时判定为异常。
  • IQR法:根据四分位距概念确定上下限范围内正常区间,并将其余超出该区间点视为异常。
  • 2. 聚类分析

    聚类分析是一种无监督学习技术,通过将相似数据点归为一类来发现潜在簇结构,利用这种方法可以识别那些与大多数样本明显不同孤立簇。
  • DBSCAN算法:DBSCAN〔密度根据聚类算法〕能够自动确定合适聚类数目,并且能够发现任意形状簇。
  • 内聚层次聚类:适用于小型到中型规模数据集,在不预先指定聚类数量情况下实行聚类。
  • 3. 根据距离方法

    这类方法首要通过计算样本之间距离或相似度来识别出偏离中心区域数据点。
  • Mahalanobis距离:衡量一个向量相对于一个由平均数及协方差矩阵定义概率分布距离。
  • 高斯混合模型GMM:通过奠定多模态概率分布模型来描述复杂分布形态中多个独立子群体特征。
  • 4. 机器学习算法

    近年来伴随深度学习技术发展,一些复杂神经网络也被用于搞定这一难题。
  • 持助向量机SVM:借助核函数将原始空间映射到更高维空间中探寻最优超平面以区分两类样本;当遇到新样本时若坐落超平面一侧则感觉它是正常;反之则被标记为异常。
  • 随机森林RF与梯度提升树GBDT集成模型:构建多个决策树并结合它们结果来实行预测;对于新输入倘若多数树都将其分类为异常,则该输入也被认定为异常实例。
  • 二、应对策略与主张 在实际应用过程中针对不同类型数据集采用不同方案大概会取得更好效果:

  • 对于工业缺陷检测这样应用场景可以探究运用根据规则方法如阈限控制结合专家知识;
  • 在行人检测或意向检测这类涉及大量图像信息任务中推荐运用卷积神经网络卷积神经网络提取特征后再实行分类;
  • 倘若是对时间序列数据实行分析话除上述提到技术还可以尝试自回归移动平均ARIMA模型或者长短期记忆LSTM网络来实行建模预测并找出与历史势头不符部分作为大概存在“黑天鹅”大事加以关注;
  • 不论采用哪种方法到底都要结合业务背景做出合理解释并且对结果实行验证确保其具有实际意义而不是仅仅停留在理论层面上空谈其价值所在。
  • 结论 笔者所述,在面对复杂多变大规模数据分析任务时如何有效地发现并剔除那些大概干扰咱们到底结论不良元素至关重点;而本文所介绍各类各样技术手段正是为协助研究者们更好地完成这项艰巨任务供应一定层次上指导作用希望将来研究者们能够在不息探索过程中找到更加高效便捷方法从而推动整个领域向前发展!

    • 发表于 2025-10-27 20:30
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    • 分类:效率

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