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局部异常因子算法:双向邻居修正与应用
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更新于2024-07-03
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"这篇文档介绍了一种改进的局部异常因子算法——基于双向邻居修正的算法,用于解决离群值检测的问题。离群值检测在多种领域有广泛应用,但传统的全局异常值检测方法在高维和大规模数据集上面临挑战。文档回顾了离群值检测的不同类别,包括基于统计、深度、聚类、距离和密度的方法,然后重点讨论了基于密度的LOF算法及其存在的问题。为了改善LOF的参数敏感性和检测效果,文中提出了结合正向和反向邻居的INFLO算法,提高了异常检测的稳定性和准确性。" 在离群值检测的背景下,基于双向邻居修正的局部异常因子算法是一种针对高维和大规模数据集的有效方法。传统的统计方法依赖于数据分布的先验知识,可能不适应复杂的数据环境;基于深度的算法在处理高维数据时效率低;基于聚类的方法需先构建聚类模型,可能导致检测效率下降;基于距离的算法忽视了局部密度,仅能检测全局异常;而基于密度的LOF算法虽然广泛使用,却有参数敏感性问题。 INFLO算法是针对LOF算法的改进,它引入了正向邻居和反向邻居的概念。正向邻居是指那些距离某个对象近的其他对象,而反向邻居则是受到该对象影响的距离较近的对象。INFLO算法认为正向和反向邻居同样重要,通过同时考虑这两个方面,可以更精确地评估对象的局部异常程度,从而提高检测的稳定性和准确性,降低了对参数选择的敏感性。 在实际应用中,这种双向邻居修正的策略能够更好地适应数据集的动态变化,尤其是在数据分布复杂、局部特性显著的情况下,能够更有效地检测局部异常,这对于实时监控和预测系统中的异常检测尤为重要。通过对算法的不断优化和完善,可以进一步提升离群值检测的效果,从而在金融欺诈检测、网络安全、社交媒体分析等领域发挥更大的作用。
资源详情
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4将 .@ 的孩子节点附加到 .@$D
4根据 .1$大小对 .@$排序D
4*.@.@$(
47+($7,4I.1$7,.@44*
4从 .@$ 中删除 .@D
4(
4(
4(
4(F*
4(
4*,DCC返回 ?"" 的堆集合
双向邻居搜索算法首先初始化数据集堆空间和 +($,依次摘取 @树中每
一 个 .@ , 比 较 .1$7,.@4 与 +($ 的 大 小 。 算 法 仅 在 那 些
.1$7,.@4 小 于 当 前 +($7,4 的 .@ 中 搜 索 对 象 , 的 最 近 邻 居 ; 当
.1$7,.@4大于当前 +($7,4时,则这些 .@ 被修剪,不需要搜索。每当
找到最近邻时,它们就被存储为 , 的最近邻居,同时存储 , 作为反向最近邻居。
最终 8 基于影响域空间(?"" 和 @"")计算。
为推导双向邻居搜索算法的有效性,假设输入数据集为 J
K,
,
,
L,
M,
初始时从 ,
开始搜索 近邻和反向邻居,初始 +($ 设置为无穷,此时没有 近
邻。通过 @ 树搜索其 近邻时,首先寻找 @ 树中的 .@,@ 树是 树在高维空
间的扩展,其每个 .@ 中包含多个 ,
∈J
,每个 .@ 在 @ 树中索引了其上下
界,例如在二维空间中使用 个值标明其界限,组成一个矩形(,此
为最小边界矩形 .@ 的由来),因此可以通过计算 ,
与 @ 树中的 .@ 的 个
角的距离,并取最小值记为 .1$7,
.@4,若此最小值大于当前 +($,则
其下属节点不参与计算,从而减少计算量,提高时间效率。
本文使用基于反向邻居的修剪算法用于修剪计算过程中不需要计算的对象 ,
且解决 值选取困难的问题,可以确定一个较优的 值。该算法具体介绍如下。
算法 基于反向邻居的修剪算法
输入 1@ 树的根
输出 输出 8 值
4初始化N:@%74:?"":∅@"":∅D
4@ 树:@O7#P$4DCC构建 @ 树
4*%B,∈1(CC迭代剪枝和搜索对象的影响域
4使用 @ 树搜索 , 的第 个邻居对象 &D
4@%7&4:@%7&4QDCC找到邻居时,反向邻居增加
4?""7,4:?""7,4∪K&MDCC更新 ?"" 集合
4@""7&4:@""7&4∪K,MDCC更新 @"" 集合
4修剪反向邻居为 的对象,即 @%: 的对象DCC达到相对稳定的状态
4@%: 的对象数量迭代 次未出现变化CC搜索稳定状态
4转到步骤 4D
4$
4:Q( 转到步骤 4DCC未达到稳定状态
4(
4(
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