如何在 R 代码中使用异常值测试
https://stackoverflow.com/questions/1444306
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22-07-2019 - |
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作为数据分析工作流程的一部分，我想测试异常值，然后在有或没有这些异常值的情况下进行进一步的计算。
我找到了异常值包，其中有各种测试，但我不确定如何最好地将它们用于我的工作流程。
解决方案 2
我同意德克，这很难。我会建议首先看为什么你可能有异常。离群值只是一个数字，有人认为是可疑的，它不是一个具体的“坏”的价值，除非你能找到一个原因，它是一个局外人，你可能不得不忍受的不确定性。
有一件事情你没有提到是你在寻找什么样的异常的。围绕均值聚类您的数据，他们有一个特定的分布还是有你的数据有一定的关系。
下面是一些例子
首先，我们将创建一些数据，然后用异常值玷污它;
> testout<-data.frame(X1=rnorm(50,mean=50,sd=10),X2=rnorm(50,mean=5,sd=1.5),Y=rnorm(50,mean=200,sd=25))
> #Taint the Data
> testout$X1[10]<-5
> testout$X2[10]<-5
> testout$Y[10]<-530
> testout
X1 X2 Y
1 44.20043 1.5259458 169.3296
2 40.46721 5.8437076 200.9038
3 48.20571 3.8243373 189.4652
4 60.09808 4.6609190 177.5159
5 50.23627 2.6193455 210.4360
6 43.50972 5.8212863 203.8361
7 44.95626 7.8368405 236.5821
8 66.14391 3.6828843 171.9624
9 45.53040 4.8311616 187.0553
10 5.00000 5.0000000 530.0000
11 64.71719 6.4007245 164.8052
12 54.43665 7.8695891 192.8824
13 45.78278 4.9921489 182.2957
14 49.59998 4.7716099 146.3090
<snip>
48 26.55487 5.8082497 189.7901
49 45.28317 5.0219647 208.1318
50 44.84145 3.6252663 251.5620
这往往最有用的图形化检查数据（你的大脑是在察觉异常值比数学好多少）
> #Use Boxplot to Review the Data
> boxplot(testout$X1, ylab="X1")
> boxplot(testout$X2, ylab="X2")
> boxplot(testout$Y, ylab="Y")
然后，可以使用一个测试。如果测试返回的截止值，或值，该值可能是异常值，则可以使用ifelse删除它
> #Use Outlier test to remove individual values
> testout$newX1<-ifelse(testout$X1==outlier(testout$X1),NA,testout$X1)
> testout
X1 X2 Y newX1
1 44.20043 1.5259458 169.3296 44.20043
2 40.46721 5.8437076 200.9038 40.46721
3 48.20571 3.8243373 189.4652 48.20571
4 60.09808 4.6609190 177.5159 60.09808
5 50.23627 2.6193455 210.4360 50.23627
6 43.50972 5.8212863 203.8361 43.50972
7 44.95626 7.8368405 236.5821 44.95626
8 66.14391 3.6828843 171.9624 66.14391
9 45.53040 4.8311616 187.0553 45.53040
10 5.00000 5.0000000 530.0000 NA
11 64.71719 6.4007245 164.8052 64.71719
12 54.43665 7.8695891 192.8824 54.43665
13 45.78278 4.9921489 182.2957 45.78278
14 49.59998 4.7716099 146.3090 49.59998
15 45.07720 4.2355525 192.9041 45.07720
16 62.27717 7.1518606 186.6482 62.27717
17 48.50446 3.0712422 228.3253 48.50446
18 65.49983 5.4609713 184.8983 65.49983
19 44.38387 4.9305222 213.9378 44.38387
20 43.52883 8.3777627 203.5657 43.52883
<snip>
49 45.28317 5.0219647 208.1318 45.28317
50 44.84145 3.6252663 251.5620 44.84145
或者对于更复杂的例子中，可以使用统计信息使用隆德试验（见隆德来计算临界切断值，在这里，RE 1975，“桌子为离群值线性模型的近似测试”，Technometrics第17卷，第4期，第473-476。和普雷斯科特，P. 1975年， “对离群线性模型的近似测试”，Technometrics，第17卷，第1期，第129-132。）
> #Alternative approach using Lund Test
> lundcrit<-function(a, n, q) {
+ # Calculates a Critical value for Outlier Test according to Lund
+ # See Lund, R. E. 1975, "Tables for An Approximate Test for Outliers in Linear Models", Technometrics, vol. 17, no. 4, pp. 473-476.
+ # and Prescott, P. 1975, "An Approximate Test for Outliers in Linear Models", Technometrics, vol. 17, no. 1, pp. 129-132.
+ # a = alpha
+ # n = Number of data elements
+ # q = Number of independent Variables (including intercept)
+ F<-qf(c(1-(a/n)),df1=1,df2=n-q-1,lower.tail=TRUE)
+ crit<-((n-q)*F/(n-q-1+F))^0.5
+ crit
+ }
> testoutlm<-lm(Y~X1+X2,data=testout)
> testout$fitted<-fitted(testoutlm)
> testout$residual<-residuals(testoutlm)
> testout$standardresid<-rstandard(testoutlm)
> n<-nrow(testout)
> q<-length(testoutlm$coefficients)
> crit<-lundcrit(0.1,n,q)
> testout$Ynew<-ifelse(abs(testout$standardresid)>crit,NA,testout$Y)
> testout
X1 X2 Y newX1 fitted residual standardresid
1 44.20043 1.5259458 169.3296 44.20043 209.8467 -40.5171222 -1.009507695
2 40.46721 5.8437076 200.9038 40.46721 231.9221 -31.0183107 -0.747624895
3 48.20571 3.8243373 189.4652 48.20571 203.4786 -14.0134646 -0.335955648
4 60.09808 4.6609190 177.5159 60.09808 169.6108 7.9050960 0.190908291
5 50.23627 2.6193455 210.4360 50.23627 194.3285 16.1075799 0.391537883
6 43.50972 5.8212863 203.8361 43.50972 222.6667 -18.8306252 -0.452070155
7 44.95626 7.8368405 236.5821 44.95626 223.3287 13.2534226 0.326339981
8 66.14391 3.6828843 171.9624 66.14391 148.8870 23.0754677 0.568829360
9 45.53040 4.8311616 187.0553 45.53040 214.0832 -27.0279262 -0.646090667
10 5.00000 5.0000000 530.0000 NA 337.0535 192.9465135 5.714275585
11 64.71719 6.4007245 164.8052 64.71719 159.9911 4.8141018 0.118618011
12 54.43665 7.8695891 192.8824 54.43665 194.7454 -1.8630426 -0.046004311
13 45.78278 4.9921489 182.2957 45.78278 213.7223 -31.4266180 -0.751115595
14 49.59998 4.7716099 146.3090 49.59998 201.6296 -55.3205552 -1.321042392
15 45.07720 4.2355525 192.9041 45.07720 213.9655 -21.0613819 -0.504406009
16 62.27717 7.1518606 186.6482 62.27717 169.2455 17.4027250 0.430262983
17 48.50446 3.0712422 228.3253 48.50446 200.6938 27.6314695 0.667366651
18 65.49983 5.4609713 184.8983 65.49983 155.2768 29.6214506 0.726319931
19 44.38387 4.9305222 213.9378 44.38387 217.7981 -3.8603382 -0.092354925
20 43.52883 8.3777627 203.5657 43.52883 228.9961 -25.4303732 -0.634725264
<snip>
49 45.28317 5.0219647 208.1318 45.28317 215.3075 -7.1756966 -0.171560291
50 44.84145 3.6252663 251.5620 44.84145 213.1535 38.4084869 0.923804784
Ynew
1 169.3296
2 200.9038
3 189.4652
4 177.5159
5 210.4360
6 203.8361
7 236.5821
8 171.9624
9 187.0553
10 NA
11 164.8052
12 192.8824
13 182.2957
14 146.3090
15 192.9041
16 186.6482
17 228.3253
18 184.8983
19 213.9378
20 203.5657
<snip>
49 208.1318
50 251.5620
编辑：我刚刚在我的代码注意到一个问题。隆德测试产生应该是比较的绝对值的临界值studantized残差（即，不带符号）
其他提示
如果你担心离群值，而不是上扔出来，用一个可靠的方法。例如，而不是流明，使用RLM。
尝试outliers::score功能。我不建议删除所谓的异常的，但我们知道你的极端的意见是好的。
library(outliers)
set.seed(1234)
x = rnorm(10)
[1] -1.2070657 0.2774292 1.0844412 -2.3456977 0.4291247 0.5060559 -0.5747400 -0.5466319
[9] -0.5644520 -0.8900378
outs <- scores(x, type="chisq", prob=0.9) # beyond 90th %ile based on chi-sq
#> [1] FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
x[outs] # most extreme
#> [1] -2.345698
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