gpt4 book ai didi

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

转载 作者:qq735679552 更新时间:2022-09-28 22:32:09 38 4
gpt4 key购买 nike

CFSDN坚持开源创造价值,我们致力于搭建一个资源共享平台,让每一个IT人在这里找到属于你的精彩世界.

这篇CFSDN的博客文章Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.

转自微信公众号:机器学习社区,经作者授权转载 。

时间序列分析是数据科学中一个非常重要的领域,它主要包含统计分析、检测变化点、异常检测和预测未来趋势。然而,这些时间序列技术通常由不同的库实现。有没有一种方法可以让你在一个库中获得所有这些技术?

答案是肯定的,本文中我将分享一个非常棒的工具包 Kats,它可以完美解决上述问题.

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

  。

什么是 Kats?

目前时间序列分析以及建模的技术非常多,但相对散乱,本次 FaceBook 开源了 Kats,它是一款轻量级的、易于使用的、通用的时间序列分析框架,包括:预测、异常检测、多元分析和特征提取嵌入。你可以将 Kats 视为 Python 中时间序列分析的一站式工具包.

  。

安装 Kats

pip install --upgrade pippip install kats

为了了解 Kats 的功能,我们将使用这个框架来分析 Kaggle 上的 StackOverflow问题计数问题。数据链接为:https://www.kaggle.com/aishu200023/stackindex 。

首先我们从读取数据开始.

import pandas as pddf = pd.read_csv("MLTollsStackOverflow.csv")# Turn the month column into datetimedf["month"] = pd.to_datetime(df["month"], format="%y-%b")df = df.set_index("month")

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

现在让我们分析一下与 Python 相关的 StackOverflow 问题计数。数据被分成一列和一个测试集来评估预测.

python = df["python"].to_frame()# Split data into train and test settrain_len = 102train = python.iloc[:train_len]test = python.iloc[train_len:]

  。

将数据转换为时间序列

首先构造一个时间序列对象。我们使用time_col_name="month"指定时间列.

from kats.consts import TimeSeriesData# Construct TimeSeriesData objectts = TimeSeriesData(train.reset_index(), time_col_name="month")

要绘制数据,调用plot方法:

ts.plot(cols=["python"])

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

酷!看起来关于 Python 的问题的数量随着时间的推移而增加。我们能预测未来30天的趋势吗?是的,我们可以和 Kats 一起做.

  。

预测

Kats目前支持以下10种预测模型:

Linear 。

Quadratic 。

ARIMA 。

SARIMA 。

Holt-Winters 。

Prophet 。

AR-Net 。

LSTM 。

Theta 。

VAR 。

上述模型较多,让我们试一下其中两种类型吧! 。

  。

从使用 Prophet 进行预测开始:

from kats.models.prophet import ProphetModel, ProphetParams# Specify parametersparams = ProphetParams(seasonality_mode="multiplicative")# Create a model instancem = ProphetModel(ts, params)# Fit modem.fit()# Forecastfcst = m.predict(steps=30, freq="MS")fcst

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

  。

可视化

m.plot()

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

酷!让我们通过与测试数据的比较来评估预测.

import matplotlib.pyplot as pltfig, ax = plt.subplots(figsize=(12, 7))train.plot(ax=ax, label="train", color="black")test.plot(ax=ax, color="black")fcst.plot(x="time", y="fcst", ax=ax, color="blue")ax.fill_between(test.index, fcst["fcst_lower"], fcst["fcst_upper"], alpha=0.5)ax.get_legend().remove()

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

预报似乎很好地符合观察结果! 。

  。

Holt-Winters

我们将尝试的下一个模式是Holt-Winters。它是一种捕捉季节性的方法。下面是如何在 Kats 中使用 Holt-Winters 方法.

from kats.models.holtwinters import HoltWintersParams, HoltWintersModelimport warningswarnings.simplefilter(action="ignore")params = HoltWintersParams(            trend="add",            seasonal="mul",            seasonal_periods=12,        )m = HoltWintersModel(    data=ts,     params=params)m.fit()fcst = m.predict(steps=30, alpha = 0.1)m.plot()

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

  。

检测变化点

你有没有想过在你的时间序列中发生统计上显著的均值变化的时间?

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

Kats 允许使用 CUSUM 算法检测变化点。Cusum 是一种检测时间序列中均值上下移动的方法.

让我们看看如何检测 Kats 中的变化点.

from kats.consts import TimeSeriesData, TimeSeriesIteratorfrom kats.detectors.cusum_detection import CUSUMDetectorimport matplotlib.pyplot as pltdetector = CUSUMDetector(ts)change_points = detector.detector(change_directions=["increase", "decrease"])print("The change point is on", change_points[0][0].start_time)# plot the resultsplt.xticks(rotation=45)detector.plot(change_points)plt.show()

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

酷!让我们尝试检测 StackOverflow 问题计数的其他类别的变化点.

首先创建一个函数来检测主题提供的更改点.

def get_ts(topic: str):    return TimeSeriesData(df[topic].to_frame().reset_index(), time_col_name="month")def detect_change_point(topic: str):    ts = get_ts(topic)    detector = CUSUMDetector(ts)    change_points = detector.detector()    for change_point in change_points:        print("The change point is on", change_point[0].start_time)    # plot the results    plt.xticks(rotation=45)    detector.plot(change_points)    plt.show()

  。

机器学习

detect_change_point("machine-learning")

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

  。

深度学习

detect_change_point("deep-learning")

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

  。

孤立点检测

你在看NLP的时间序列时看到了什么?

df["nlp"].plot()

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

从2018年到2019年,NLP的问题数量有所下降.

问题数量的下降是一个异常值。检测异常值很重要,因为它们可能会在下游处理中造成问题.

然而,通过查看数据来发现异常值并不总是高效和容易的。幸运的是,Kats还允许您检测时间序列中的异常值! 。

用kat检测异常值只需要几行行代码.

from kats.detectors.outlier import OutlierDetector# Get time series objectts = get_ts("nlp")# Detect outliersts_outlierDetection = OutlierDetector(ts, "additive")ts_outlierDetection.detector()# Print outliersoutlier_range1 = ts_outlierDetection.outliers[0]print(f"The outliers range from {outlier_range1[0]} to {outlier_range1[1]}")

The outliers range from 2018-01-01 00:00:00 to 2019-03-01 00:00:00 。

酷!结果证实了我们从上图中看到的情况.

  。

时间序列特征

除了统计数据外,时间序列中还有其他一些特性,如线性、趋势强度、季节性强度、季节性参数等,您可能会感兴趣.

Kats 允许通过 TsFeatures 查找有关时间序列特征的重要信息:

from kats.tsfeatures.tsfeatures import TsFeaturesmodel = TsFeatures()output_features = model.transform(ts)output_features

Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解

  。

小结

我们刚刚学习了如何使用 Kats 来预测、检测变化点、检测异常值和提取时间序列特征。我希望这篇文章能帮助到大家解决工作中的时间序列问题,并从数据中提取有价值的信息.

以上就是Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解的详细内容,更多关于Facebook开源时序利器Kats的资料请关注我其它相关文章! 。

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_38037405/article/details/120122477 。

最后此篇关于Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Facebook开源一站式服务python时序利器Kats详解的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

38 4 0
Copyright 2021 - 2024 cfsdn All Rights Reserved 蜀ICP备2022000587号
广告合作:1813099741@qq.com 6ren.com