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数据处理之异常值检测

时间:2018-07-28 12:06:53      阅读:542      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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一、3σ原则

  3σ原则又称为拉依达准则,该准则具体来说,就是先假设一组检测数据只含有随机误差,对原始数据进行计算处理得到标准差,然后按一定的概率确定一个区间,认为误差超过这个区间的就属于异常值。

  正态分布状况下,数值分布表:

数值分布在数据中的占比
(μ-σ,μ+σ) 0.6827
(μ-2σ,μ+2σ) 0.9545
(μ-3σ,μ+3σ) 0.9973

  注:在正态分布中σ代表标准差,μ代表均值,x=μ为图形的对称轴

import pandas as pd
import numpy as np

# 定义3σ法则识别异常值函数
def three_sigma(Ser1):
    ‘‘‘
    Ser1:表示传入DataFrame的某一列。
    ‘‘‘
    rule = (Ser1.mean()-3*Ser1.std()>Ser1) | (Ser1.mean()+3*Ser1.std()< Ser1)
    index = np.arange(Ser1.shape[0])[rule]
    outrange = Ser1.iloc[index]
    return outrange
# 导入数据并调用three_sigma
df = pd.read_csv(./data.csv,encoding= gbk)
three_sigma(df[counts]).head()

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二、箱线图检测异常值

  和3σ原则相比,箱线图依据实际数据绘制,真实、直观地表现出了数据分布的本来面貌,且没有对数据作任何限制性要求(3σ原则要求数据服从正态分布或近似服从正态分布),其判断异常值的标准以四分位数和四分位距为基础。四分位数给出了数据分布的中心、散布和形状的某种指示,具有一定的鲁棒性,即25%的数据可以变得任意远而不会很大地扰动四分位数,所以异常值通常不能对这个标准施加影响。鉴于此,箱线图识别异常值的结果比较客观,因此在识别异常值方面具有一定的优越性。

  箱型图提供了识别异常值的一个标准,即异常值通常被定义为小于QL-1.5IQR或大于QU+1.5IQR的值。其中,QL称为下四分位数,表示全部观察值中有四分之一的数据取值比它小;QU称为上四分位数,表示全部观察值中有四分之一的数据取值比它大;IQR称为四分位数间距,是上四分位数QU与下四分位数QL之差,其间包含了全部观察值的一半。

# 定义箱线图识别异常值函数
def box_plot(Ser):
    ‘‘‘
    Ser:进行异常值分析的DataFrame的某一列
    ‘‘‘
    Low = Ser.quantile(0.25)-1.5*(Ser.quantile(0.75)-Ser.quantile(0.25))
    Up = Ser.quantile(0.75)+1.5*(Ser.quantile(0.75)-Ser.quantile(0.25))
    index = (Ser< Low) | (Ser>Up)
    Outlier = Ser.loc[index]
    return(Outlier)
# 调用
box_plot(df[counts]).head(8)

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  或许我们还可以统计Ser中的非空值个数:

def box_plot_null(Ser):
    ‘‘‘
    Ser:进行异常值分析的DataFrame的某一列
    函数将Ser中的异常值赋值None
    ‘‘‘
    Low = Ser.quantile(0.25)-1.5*(Ser.quantile(0.75)-Ser.quantile(0.25))
    Up = Ser.quantile(0.75)+1.5*(Ser.quantile(0.75)-Ser.quantile(0.25))
    index = (Ser< Low) | (Ser>Up)
    Ser.loc[index] = None
    return(Ser)
box_plot_null(df[counts]).notnull().sum()

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数据处理之异常值检测

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原文地址:https://www.cnblogs.com/WoLykos/p/9380666.html

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