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