聚类算法也可以异常检测?DBSCAN算法详解。

如题所述


DBSCAN算法:聚类与异常检测的双重角色


DBSCAN,这个1996年提出的密度聚类算法,尽管主要用于聚类,但其基于密度的特性使其也能用于异常检测。它的核心思想是基于样本的密度相连性,识别出低密度区域的异常样本。它不同于K-means,尤其在处理非球形分布数据时效果更佳,如太极图或笑脸图。


DBSCAN算法依赖两个关键参数:邻域半径R(eps)和最少点数目MinPts。前者定义了密度判断的阈值,后者则确定了形成簇所需的最小样本数量。核心点、边界点和噪声点的分类,以及密度直达、可达和相连的关系,构成算法运作的逻辑基础。


DBSCAN的聚类过程可概括为:从核心点开始,逐步扩展到密度可达的点,形成临时聚类,然后合并类似临时聚类,直到所有核心点都被处理。这个过程无需预设簇的数量,能发现任意形状的聚类,并能有效识别噪声点。


在实战应用中,如信用卡欺诈检测,DBSCAN表现出一定的效果,但对大规模数据集计算效率要求高,且对参数eps和MinPts的选择敏感。优点是无需预设聚类数,适应复杂形状数据,对异常点不敏感;缺点包括计算量大、对参数设置的挑战以及可能的边界点判断问题。


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