異常検知②

Anomaly Detection Toolkit (ADTK)を使った異常検知をしてみます。 多次元の人工データに対して異常検知を適用します。今度は複数次元のデータに対して異常検知を適用します。

import numpy as np
import pandas as pd
from adtk.data import validate_series

s_train = pd.read_csv("./training.csv", index_col="timestamp", parse_dates=True)
s_train = validate_series(s_train)
s_train["value2"] = s_train["value"].apply(lambda v: np.sin(v) + np.cos(v))
s_train

valuevalue2
timestamp
2014-04-01 00:00:0018.0904860.037230
2014-04-01 00:05:0020.3598431.058643
2014-04-01 00:10:0021.1054700.141581
2014-04-01 00:15:0021.1515850.076564
2014-04-01 00:20:0018.1371410.103122
.........
2014-04-14 23:35:0018.2692900.288071
2014-04-14 23:40:0019.0873511.207420
2014-04-14 23:45:0019.5946891.413067
2014-04-14 23:50:0019.7678171.401750
2014-04-14 23:55:0020.4791560.939501

4032 rows × 2 columns

from adtk.visualization import plot

plot(s_train)
array([<Axes: >, <Axes: >], dtype=object)

png

異常検知手法の比較

SeasonalADを用いた異常検知を行います。他の手法はDetectorを参照してください。

import matplotlib.pyplot as plt
from adtk.detector import OutlierDetector, PcaAD, RegressionAD
from sklearn.linear_model import LinearRegression
from sklearn.neighbors import LocalOutlierFactor

model_dict = {
    "OutlierDetector": OutlierDetector(LocalOutlierFactor(contamination=0.05)),
    "RegressionAD": RegressionAD(regressor=LinearRegression(), target="value2", c=3.0),
    "PcaAD": PcaAD(k=2),
}

for model_name, model in model_dict.items():
    anomalies = model.fit_detect(s_train)

    plot(
        s_train,
        anomaly=anomalies,
        ts_linewidth=1,
        ts_markersize=3,
        anomaly_color="red",
        anomaly_alpha=0.3,
        curve_group="all",
    )
    plt.title(model_name)
    plt.show()

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