随机森林算法检测异常行为
时间: 2025-07-02 07:53:33 浏览: 5
### 使用随机森林算法进行异常行为检测
#### 方法概述
随机森林可以通过训练正常样本建立模型,利用该模型对新数据进行预测并评估其属于正常类别的概率。当某个观测的概率显著低于设定阈值时,则认为这是一个异常点[^1]。
对于特定领域内的异常行为检测任务而言:
- **特征工程**:选取能够有效表征业务逻辑特性的变量作为输入特征向量;
- **标签定义**:通常情况下只有少量已知的异常实例可用作正样本,在这种不平衡的数据集中建议采用半监督学习方式构建初始负样本集合;
#### Python 实现示例
下面给出一段基于 `sklearn` 库实现简单版随机森林异常检测器的Python代码片段:
```python
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
import numpy as np
def train_random_forest(X_train, y_train=None):
""" 训练随机森林分类器 """
# 如果未提供y_train则默认全部为0 (即假定所有训练样例都是正常的)
if y_train is None:
y_train = np.zeros(len(X_train))
clf = RandomForestClassifier(n_estimators=100,
max_depth=None,
min_samples_split=2,
random_state=0)
clf.fit(X_train, y_train)
return clf
def predict_anomalies(clf, X_test, threshold=.95):
""" 对测试集做出预测,并返回疑似异常索引列表 """
proba = clf.predict_proba(X_test)[:, 1]
anomaly_indices = []
for i in range(len(proba)):
if proba[i] < threshold:
anomaly_indices.append(i)
return anomaly_indices
```
此段程序首先创建了一个函数用于训练一个随机森林模型,默认情况下所有的训练样本都被视为正常情况下的例子。接着实现了另一个辅助函数用来接收经过训练后的模型对象以及待测的新批次记录数组X_test,计算每条记录被判定为“非正常”的可能性大小proba[],最后筛选出那些得分小于给定置信度水平threshold的项作为最终报告出来的可疑个体编号anomaly_indices[]。
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