时间序列异常检测

在k-近邻局部异常检测算法的基础上,结合时间序列的分割方法,提出了一种高效的时间序列异常检测算法。该算法首先把序列重要点作为数据的分割点,对时间序列数据进行高比例压缩;其次利用局部异常检测方法检测出时间序列中的异常模式。通过心电图（ECG）数据实验验证了算法的有效性和合理性。     

时间序列多尺度异常检测方法

针对时间序列异常模式检测大多采用线性模式分割方式的局限性,研究了在Haar小波变换多尺度特征的基础上,结合时间序列模式分割技术,提出一种时间序列多尺度异常检测方法。该方法首先通过小波变换压缩时间序列,把时间序列分解在不同的尺度上;再利用二次回归模型将分解后的时间序列分割成可变长度的模式序列,计算模式异常值;最后重构原时间序列,检测原时间序列中的异常模式。实验结果表明,该方法可以有效地检测异常,而且可以从不同分解级数的压缩时间序列中检测多尺度异常模式。     

基于距离和密度的时间序列异常检测方法研究

在时间序列的GMBR表示的基础上,首次提出将基于距离和基于密度的时间序列检测方法结合,给出了时间序列模式异常的定义,并用“异常特征值”来衡量时间序列模式的异常程度.根据所提出的模式异常的定义,在强力搜索算法的基础之上提出了新的时间序列异常检测算法GMBR-DD (Grid Minimum Bounding Rectangle-Discords Detect),该算法将基于距离和基于密度的异常检测方法结合,能够高效地发现时间序列中的异常模式.通过三组实验数据,对提出的异常时间序列定义和时间序列的异常检测算法进行了验证,实验结果表明所提出的时间序列异常检测算法能够有效地发现时间序列的异常变动,为决策提供了很好的平台和有力的工具.     

时间序列异常模式的k-均距异常因子检测

提出了一种基于k-均距异常因子检测时间序列异常模式的算法（K-MDOF）。该算法首先利用边缘权重因子提取时间序列模式表示的边缘点,然后通过提取每一段子模式的四个特征值：模式长度、模式高度、模式均值和标准差将时间序列映射到特征空间,最后利用k-均距异常因子在该特征空间中检测时间序列的异常模式。从模式的角度检测时间序列的异常行为弥补了点异常检测的个体行为局限性,提高了异常检测的效率和准确性,在仿真数据集和真实数据集上的实验结果都证明了在时间序列异常检测中模式异常定义的合理性以及算法的有效性。     

基于自适应k近邻的时间序列异常模式识别

时间序列作为数据的典型代表,被广泛应用于许多研究领域.时间序列异常模式代表了一种特殊情况的出现,在许多领域都具有重要意义.现有的时间序列异常模式识别算法大多只是单纯检测异常子序列,忽略了异常子序列的类别区分问题,且许多参数都需要人为设置.为此提出了一种基于自适应k近邻的异常模式识别算法(anomaly pattern recognitionalgorithm based on adaptive k nearest neighbor, APAKN).首先,确定各子序列的自适应k近邻值,引入自适应距离比计算子序列的相对密度,确定异常分数;然后提出一种基于最小方差的自适应阈值方法确定异常阈值,检测出所有异常子序列;最后,对异常子序列进行聚类,所得聚类中心即为具有不同变化趋势的异常模式.整个算法过程在无需设置任何参数的情况下,不仅解决了密度不平衡问题,还精简了传统基于密度异常子序列检测算法的步骤,实现良好的异常模式识别效果.在时间序列数据集合UCR的10个数据集上的实验结果表明,提出算法在无需设置参数的情况下,在异常子序列检测和异常子序列聚类问题中都表现良好.     

面向电子商务的用户异常行为检测研究

针对电子商务中用户异常交易行为的检测问题,文章首先根据用户行为日志数据的特点将其分割为静态属性集和操作序列集,然后利用基于轴属性的Apriori算法和GSP序列模式挖掘算法分别对这两种类型的数据集进行模式挖掘,在此基础上建立用户的正常行为模式,最后使用基于先后顺序的模式比较方法将用户当前的行为模式与其历史正常行为模式进行匹配,以此来判断该用户的交易行为是否异常。在真实数据集上的实验表明,该方法能有效发现电子商务中用户的异常行为。     

基于密度偏倚抽样的局部距离异常检测方法

异常检测是数据挖掘的重要研究领域,当前基于距离或者最近邻概念的异常数据检测方法,在进行海量高维数据异常检测时,存在运算时间过长的问题.许多改进的异常检测方法虽然提高了算法运算效率,然而检测效果欠佳.基于此本文提出一种基于密度偏倚抽样的局部距离异常检测算法,首先利用基于密度偏倚的概率抽样方法对所需检测的数据集合进行概率抽样,之后对抽样数据利用基于局部距离的局部异常检测方法.对抽样集合进行局部异常系数计算,得到的异常系数既是抽样数据的局部异常系数,又是数据集的近似全局异常系数.之后对得到的每个数据点的局部异常系数进行排序,异常系数值越大的数据点越可能是异常点.实验结果表明,和已有的算法相比,本算法具有更高的检测精确度和更少的运算时间,并且该算法对各种维度和数据规模的数据都具有很好的检测效果,可扩展性强.     

基于二次回归的时间序列分割算法

提出了基于关键点的时间序列分割算法。首先利用关键点方法压缩时间序列,完成时间序列的表示;然后利用二次回归及DTW方法完成时间序列的分割。分割后的时间序列主要用于异常模式的检测,有较好的效果。     

基于异常因子的异常模式探测算法

时间序列挖掘中不同的数据集中的异常模式的长度未必相同.提出的算法使用异常因子作为模式的异常度量,利用模式的k-距离和中位数来计算异常因子,使用二次回归算法来探测时间序列中的所有模式和其长度范围,在这个范围内使用变长方法来判断一个模式是否异常,然后合并相邻的异常模式.为了验证算法的有效性和健壮性,使用人工合成数据和标准数据集对算法进行了测试,得到了较为满意的效果.     

一种不确定连续时间序列的Top-K异常检测算法

针对噪声数据对时间序列异常检测准确性的影响问题, 提出了一种不确定连续时间序列Top-K异常检测算法。在典型时间序列异常检测方法的基础上对时间序列的异常值进行区间处理, 构造满足均匀分布的密度函数, 结合不确定Top-K技术, 实现含噪连续时间序列在分布未知情况下的Top-K异常排序。实验部分采用模拟数据和真实数据进行算法测试, 算法较传统方法在异常检测的准确率方面有明显提高, 虽然在计算时间上有所增加, 但提出了相应的优化策略, 使计算时间在k值大于5时有明显改善, 验证了算法的有效性。     

IncLOF:动态环境下局部异常的增量挖掘算法

异常检测是数据挖掘领域研究的最基本的问题之一，它在欺诈甄别、贷款审批、气象预报、客户分类等方面有广泛的应用，以前的异常检测算法只适应于静态环境，在数据更新时需要进行重新计算，在基于密度的局部异常检测算法LOF的基础上，提出一种在动态环境下局部异常挖掘的增量算法IncLOF，当数据库中的数据更新时，只对受到影响的点进行重新计算，这样可以大大提高异常的挖掘速度,实验表明，在动态环境下IncLOF的运行时间远远小于LOF的运行时间，并且用户定义的邻域中的最小对象个数与记录数之比越小，效果越明显.     

基于局部密度的快速离群点检测算法

已有的密度离群点检测算法LOF不能适应数据分布异常情况离群点检测,INFLO算法虽引入反向k近邻点集有效地解决了数据分布异常情况的离群点检测问题,但存在需要对所有数据点不加区分地分析其k近邻和反向k近邻点集导致的效率降低问题。针对该问题,提出局部密度离群点检测算法--LDBO,引入强k近邻点和弱k近邻点概念,通过分析邻近数据点的离群相关性,对数据点区别对待;并提出数据点离群性预判断策略,尽可能避免不必要的反向k近邻分析,有效提高数据分布异常情况离群点检测算法的效率。理论分析和实验结果表明,LDBO算法效率优于INFLO,算法是有效可行的。     

一种基于密度近邻的增量式孤立点发现算法

为了解决数据集更新时孤立点增量发现问题,提出一种基于密度近邻的增量式孤立点发现算法.当数据集更新时,该算法在确定出受影响的对象后,根据对象和其近邻间k-密度变化,建立对象的密度近邻序列.然后依据对象的密度近邻序列代价和其k-距离邻域的平均密度近邻序列代价,计算出受影响对象的增量异常因子(IOF)来表征对象的孤立程度,从而提高增量孤立点发现的效果.此外,由于只需重新计算这些受影响对象的IOF值,该算法还提高孤立点发现的速度.实验表明,该算法不仅在孤立点增量发现的效果上高于以往算法且减少算法的运行时间.     

基于密度的局部离群点检测算法

基于统计学和基于距离的离群点检测都依赖与给定数据点集的全局分布,然而数据通常并非都是均匀分布的。当分析分布密度相差很大的数据时,基于密度的局部离群点检测方法有着很好的识别局部离群点的能力。但存在时间复杂度较大,文章提出了一种改进的算法,能降低时间复杂度,实现有效的局部离群点的检测。     

一种基于LLM的高维时间序列数据异常检测方法

以国家重大建设项目稽察中的数据一致性判别问题为应用背景,针对时间序列型高维数据提出了一种基于局部线性映射(Local Linear Mapping,LLM)的数据变换方法,该方法将各高维数据点通过其相邻点的线性重构映射至低维空间,从而很好地保留了高维空间中各数据点与相邻数据点的相关性。基于LLM的映射特性,提出了三种异常指标,并将其应用于面向国家重大建设项目稽察数据一致性判别问题的高维时间序列数据异常检测中。数值计算表明,所提出的方法对时间序列异常检测具有很好的效果,适合于较大规模高维时间序列数据的异常检测应用。     

基于局部估计密度的局部离群点检测算法

局部离群点检测是近年来数据挖掘领域的热点问题之一.针对交通数据去噪问题,提出一种基于局部估计密度的局部离群点检测算法,算法使用核密度估计方法计算每个数据对象的密度估计值,来表示该数据对象的局部估计密度,并在核函数的带宽函数计算中引入数据对象的k-邻域平均距离作为其邻域信息,然后利用求出的局部估计密度计算数据对象的局部离群因子,依据局部离群因子的大小来判断数据对象是否为离群点.实验表明,该算法在UCI标准数据集与模拟数据集上都可以取得较好的表现.     

一种基于多示例学习的局部离群点检测算法

提出了一种基于多示例学习（multi-instance learning,MIL）的局部离群点检测算法,称之为MIL-LOF（a local outlier factor based on multi-instance learning）．算法采用MIL框架,首先将真实对象提取为多示例形式,然后运用退化策略和权重调整方法,计算综合离群点因子,最后检测离群点．在实际企业监控数据以及公共数据集上将MIL-LOF与经典局部离群点检测算法及其优化算法进行了对比实验,结果表明本文提出的MIL-LOF算法在准确性、全面性及高效性上相对其他算法均可获得较为明显的提高．     

无线传感器网络离群时间序列检测研究

基于无线传感器网络的环境监测系统中,广泛存在着离群数据.目前,一个有趣但还没有被广泛讨论的问题是离群时间序列的检测问题.为了满足大规模数据集快速离群数据检测的需求,本文提出了一种新的无线传感器网络离群时间序列检测算法,通过引入切比雪夫多项式实现离群数据快速检测.通过NS2仿真实验,证明了该算法的可行性和有效性.