基于AUC的變點檢測.pdf

1、目前，變點檢測技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)質(zhì)量控制、氣候模擬、網(wǎng)絡(luò)安全、欺詐檢測等各個領(lǐng)域，具有十分重要的研究意義。變點，也常常被稱為異常點或者孤立點，它是指統(tǒng)計模型中某個或者某些突然變化的點。變點通常包含著豐富的信息，因為它們往往反映了事物的某種質(zhì)的變化。例如，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)速在某一時刻可能由于故障而突然變大或變小;在網(wǎng)絡(luò)安全的監(jiān)測過程中，當(dāng)服務(wù)器受到DDoS（分布式拒絕服務(wù)攻擊）攻擊時，它接收的數(shù)據(jù)包往往會激增。因而，及時準(zhǔn)

2、確地檢測出變點，并采取進(jìn)一步處理就顯得很重要。
　　國內(nèi)外常見的變點檢測算法可以分為參數(shù)方法和非參數(shù)方法。其中，由于實際生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性，參數(shù)方法對過程模型的要求較高以至于在許多應(yīng)用場合中并不靈活。而很多非參數(shù)方法由于基于經(jīng)驗特征函數(shù)，極限分布比較復(fù)雜，導(dǎo)致其檢驗的臨界值往往難以確定。
　　本文對目前存在的一些常用的變點檢測算法進(jìn)行了研究，并針對其存在的一些不足之處提出了一種新的變點檢測的非參數(shù)方法，將兩類AUC（曲線下面積

3、）首次應(yīng)用到變點檢測中。本文從模式識別的角度出發(fā)，將變點檢測問題看成一個二分類問題，即由于變點的出現(xiàn)，使得樣本數(shù)據(jù)可以人為的劃分為突變前和突變后兩類。具體來說，本文將變點的檢測分為兩個階段:在預(yù)分析階段，采取對樣本數(shù)據(jù)加窗處理的方法，選取兩個連續(xù)的窗口，通過逐步滑動窗口并采用快速算法來計算窗口中樣本數(shù)據(jù)的AUC值，進(jìn)而得到AUC值的均值和方差;在檢測階段，根據(jù)預(yù)分析階段得到的均值和方差，采用假設(shè)檢驗的方法，通過判斷AUC值是否落在拒絕域