用莱特准则和格拉布斯准则来判断异常数据C编程
格拉布斯法异常值判断
格拉布斯法异常值判断标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]格拉布斯法—判断(2009-04-0716:38:20) 标签:?▲概述:一组测量数据中,如果个别数据偏离平均值很远,那么这个(这些)数据称作“可疑值”。
如果用统计方法—例如格拉布斯(Grubbs)法判断,能将“可疑值”从此组测量数据中剔除而参与平均值的计算,那么该“可疑值”就称作“(粗大误差)”。
本文就是介绍如何用格拉布斯法判断“可疑值”是否为“”。
▲测量数据:例如测量10次(n=10),获得以下数据:8.2、5.4、14.0、7.3、4.7、9.0、6.5、10.1、7.7、6.0。
▲排列数据:将上述测量数据按从小到大的顺序排列,得到4.7、5.4、6.0、6.5、7.3、7.7、8.2、9.0、10.1、14.0。
可以肯定,可疑值是最小值就是最大值。
▲计算平均值x-和标准差s:x-=7.89;标准差s=2.704。
计算时,必须将所有10个数据全部包含在内。
▲计算偏离值:平均值与最小值之差为7.89-4.7=3.19;最大值与平均值之差为14.0-7.89=6.11。
▲确定一个可疑值:比较起来,最大值与平均值之差6.11大于平均值与最小值之差3.19,因此认为最大值14.0是可疑值。
▲计算G i值:G i=(x i-x-)/s;其中i是可疑值的排列序号=(x10-x-)/s=(14.0-7.89)/2.704=2.260。
由于x10-x-——10号;因此G10是残差,而s是标准差,因而可认为G10是残差与标准差的比值。
下面要把计算值G i与格拉布斯表给出的临界值G P(n)比较,如果计算的G i值大于表中的临界值G P(n),则能判断该测量数据是,可以剔除。
但是要提醒,临界值G P(n)与两个参数有关:检出水平α(与置信概率P有关)和测量次数n(与自由度f有关)。
▲定检出水平α:如果要求严格,检出水平α可以定得小一些,例如定α=0.01,那么置信概率P=1-α=0.99;如果要求严格,α可以定得大一些,例如定α=0.10,即P=0.90;通常定α=0.05,P=0.95。
电子测量习题答案2
试问(1)U a 和U b 的相对误差是多少?(2)通过测量U a 和U b 来计算R 2上电压U 2时,U 2的相对误差是多少?(3)若用该电压一直接测量R 2两端电压U 2时,U 2的相对误差是多少?题图2-12-5已知CD-4B 型超高频导纳电桥在频率高于 1.5MHz 时,测量电容的误差为:±5%(读数值)±1.5pF 。
求用该电桥分别测200pf 、30pF 、2pF 时,测量的绝对误差和相对误差。
并以所得绝对误差为例,讨论仪器误差的相对部分和绝对部分对总测量误差的影响。
2-6某单级放大器电压放大倍数的实际值为100,某次没量时测得值为95,求测量值的分贝误差。
2-7设两只电阻R 1=(150±0.6)Ω,R 2=62Ω±2%,试求此二电阻分别在串联及并联时的总阻值及其误差。
2-8用电压表和电流表测量电阻值可用下图所示的两种电路,(a )(b )题图2-2设电压表内阻为R v ,电流表内阻为R x ,试问两种电路中由于R v 和R A 的影响,被测电阻R x 的绝对误差和相对误差是多少?这两种电路分别适用于测量什么范围的阻值?2-9用电桥测电阻R x ,电路如题下图所示,电桥中R s 为标准可调电阻,利用交换R x 与R s 位REAVREVAR 1R 2R 3a b置的方法对R x 进行两次测量,试证明R x 的测量值R 1及R 2的误差△R 1及△R 2无关。
题图2-32-10用某电桥测电阻,当电阻的实际值为102Ω时测得值为100Ω,同时读数还有一定的分散性,在读数为100Ω附近标准偏差为0.5Ω,若用该电桥测出6个测得值为100Ω的电阻串联起来,问总电阻的确定性系统误差和标准偏差各是多少?系统误差和标准偏差的合成方法有何区别?2-11具有均匀分布的测量数据,(1)当置倍概率为100%时若它的置信区间为[M(x)-C δ(x)],M(x)+C δ(x)],问这里C 应取多大?(2)若取置信区间为[M(x)-2δ(x)], M(x)+2δ(x)],问置信概率为多大?2-12对某信号源的输出电压频率进行8次测量,数据如下(单位Hz ):1000.82,1000.79,1000.85,1000.84,1000.78,1000.91,1000.76,1000.82 (1)试求其有限次测量的数学期望与标准差的估计值。
用格拉布斯准则判断异常数据教学内容
1-pc n 5% 1%
1-pc n 5% 1%
表 2-1 格拉布斯检验法 g 值 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.15 1.46 1.67 1.82 1.94 2.03 2.11 2.18 2.23 2.29 1.15 1.49 1.75 1.94 2.10 2.22 2.32 2.41 2.48 2.55 13 14 15 16 17 18 19 20 2.33 2.37 2.41 2.44 2.47 2.50 2.53 2.56 2.61 2.66 2.70 2.74 2.78 2.82 2.85 2.85
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢5四、可供选择的仪器与设备
1. 微机
一台
2. C 语言集成开发环境或其它高级语言开发环境
五、实验预习要求
熟悉有关异常数据处理的的基本知识,掌握格拉布斯检验法检验异常数据 的基本方法。
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3
精品资料
六、实验报告要求
1. 简述实验目的、原理、方法、步骤。 2. 列出全部实验数据,记录实验结果(计算机屏幕显示内容)。 3. 画出程序流程图。
用格拉布斯准则判断 异常数据
精品资料
用格拉布斯准则判断异常数据
一、实验目的
1.通过实验加深对格拉布斯准则的理解。 2.掌握实验中异常数据的处理方法。
二、实验要求
用 C 语言或其它高级语言编写一程序,输入一组测量数据(9~15 个,程序 可设定),根据格拉布斯准则判断有无异常数据。如有,则剔除异常数据并重 新计算,直到无异常数据为止。具体要求如下:
2. 格拉布斯检验法
格拉布斯检验法是在未知总体标准偏差 的情况下,对正态样本或接近
电子测量技术课后答案(赵会兵版)
此时的量化误差为
K K 107 N T fx
只要选择时标小于 10 s (K≤10)即可满足要 求
3-13 某常规通用计数器的内部标准频率误差为 f c / f c 1 109 ,利用该计数器将一个10MHz的 晶体振荡器校准到 ,则计数器闸门时间是多少? 107 能否利用该计数器将晶体校准到 ?为什么?
3-15 用误差合成公式分析倒数计数器的测频误差。 解: 设 f 为输入信号频率, f 为时钟脉冲频率,计数
x
c
器值 N A f xT , N B f cT ,由
N A fx 得 N B fc
f x N A f c N B 由误差合成公式得 fx NA fc NB
NA fx fc NB
由于主门信号与被测信号同步, 没有量化误差, NA 故 f x
f c N B fx fc NB
采用绝对值合成
f x f c 1 ( ) fx Tf c fc
第四章 习题
4-1 示波器荧光屏观测到峰值均为1V的正弦波、方波 和三角波。采用峰值,有效值,及平均值方式,按 正弦波有效值刻度的电压表测量,测量结果? 解(1)峰值表读数 三种波形在峰值表上的读数均为 1/ 2 0.707V (2)均值表的读数 均值表以正弦波有效值刻度时,其读数 a K f V
1 a 0.707V 2
对方波: V
Kp Vp V 对三角波: ,读数 Kp
1 a 1V 1
1 a 0.578V 3
4-2 已知某电压表采用正弦波有效值刻度,如何用 实验的方法确定其检波方式?列两种方法,并对 其中一种进行分析。 解:根据电压表的刻度特性,可以确定其检波方式, 举例如下 (1)用方波作为测试信号,已知方波的 V p V V V0 用被检电压表测量这个电压。
格拉布斯法Grus检验法
格拉布斯法G r u s检验法集团档案编码:[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]格拉布斯法(Grubbs)检验法▲概述:一组测量数据中,如果个别数据偏离平均值很远,那么这个(这些)数据称作“可疑值”。
如果用统计方法—例如格拉布斯(Grubbs)法判断,能将“可疑值”从此组测量数据中剔除而不参与平均值的计算,那么该“可疑值”就称作“异常值(粗大误差)”。
本文就是介绍如何用格拉布斯法(Grubbs)判断“可疑值”是否为“异常值”。
▲测量数据:例如测量10次(n =10),获得以下数据:8.2、5.4、14.0、7.3、4.7、9.0、6.5、10.1、7.7、6.0。
▲排列数据:将上述测量数据按从小到大的顺序排列,得到4.7、5.4、6.0、6.5、7.3、7.7、8.2、9.0、10.1、14.0。
可以肯定,可疑值不是最小值就是最大值。
▲计算平均值x -和标准差s :x -=7.89;标准差s =2.704。
计算时,必须将所有10个数据全部包含在内。
▲计算偏离值:平均值与最小值之差为7.89-4.7=3.19;最大值与平均值之差为14.0-7.89=6.11。
▲确定一个可疑值:比较起来,最大值与平均值之差6.11大于平均值与最小值之差3.19,因此认为最大值14.0是可疑值。
▲计算G i 值:G i =(x i -x -)/s ;其中i 是可疑值的排列序号——10号;因此G 10=(x 10-x -)/s =(14.0-7.89)/2.704=2.260。
由于x 10-x -是残差,而s 是标准差,因而可认为G 10是残差与标准差的比值。
下面要把计算值G i 与格拉布斯表给出的临界值G P (n )比较,如果计算的G i 值大于表中的临界值G P (n ),则能判断该测量数据是异常值,可以剔除。
但是要提醒,临界值G P (n )与两个参数有关:检出水平α(与置信概率P 有关)和测量次数n (与自由度f 有关)。
莱伊特准则剔除异常数据的步骤
莱伊特准则剔除异常数据的步骤嘿,朋友们!今天咱就来讲讲莱伊特准则剔除异常数据那些事儿。
咱先得搞清楚啥是莱伊特准则呀!这就好比你去果园摘果子,得知道什么样的果子是好的,什么样的是坏的,对吧?莱伊特准则就是帮我们找出那些“坏果子”,也就是异常数据的方法。
那具体咋做呢?第一步,咱得先算出所有数据的平均值。
这就像给这些数据找个中心位置。
你想想,一堆数据就像一群人站在一起,平均值就是他们的中心。
然后呢,再算出每个数据与平均值的差值。
这就好比每个人离中心的距离有多远。
有些离得近,那就是正常的;有些离得远得离谱,那可不就有问题了嘛!接下来,根据莱伊特准则设定一个界限。
这界限就像是一条警戒线,超过这条线的,咱就得重点关注了。
要是有数据超过了这个界限,那咱就得把它当作异常数据剔除掉。
这就好像队伍里有个捣乱的家伙,咱得把他请出去,免得影响整个队伍。
你说这莱伊特准则是不是挺神奇的?它就像个数据的“大法官”,能明辨是非,把那些异常的家伙都给揪出来。
咱再打个比方,数据就像是一群羊,莱伊特准则就是牧羊人手里的鞭子,能把那些乱跑的羊赶回羊群。
要是没有这鞭子,那羊群还不得乱套了呀!你想想,如果不把异常数据剔除掉,会咋样呢?那得出的结果不就不准确了嘛,就像盖房子地基没打牢一样,那房子能结实吗?所以说呀,莱伊特准则剔除异常数据这步骤可太重要了,咱可不能马虎。
这就像做饭一样,每一步都得精心,才能做出美味的菜肴。
咱对待数据也得这样,精心处理,才能得出可靠的结论。
大家可别小瞧了这看似简单的步骤哦,这里面可有大学问呢!只有认真去做,才能让我们的数据更准确,更有价值。
那我们在分析问题、解决问题的时候才能更有底气呀!你说是不是这个理儿呢?总之,莱伊特准则剔除异常数据的步骤就像是我们在数据世界里的导航仪,能指引我们找到正确的方向,剔除那些干扰我们的异常数据,让我们的数据之路更加顺畅!。
粗大误差C语言程序
程序可以对采集的 数据进行预处理, 如滤波、平滑等
粗大误差检测算法 可以用于实时监测 数据采集过程
C语言程序可以与 其他数据处理软件 集成,提高数据处 理的效率
粗大误差检测:C语言程序可以快速准确地检测数据中的粗大误差,提高数据处理的质量。
数据清洗:通过C语言程序,可以对含有噪声或异常值的数据进行清洗,去除无效或错误信 息。
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人:XX
CONTENTS
PART ONE
粗大误差:在数据测量或采集过程中,由于某些 特定原因(如设备故障、操作失误等)导致的明 显大于其他观测值的误差。
产生原因:粗大误差的产生通常与异常事件或错 误操作有关,例如传感器故障、测量设备失灵等。
粗大误差C语言程序在未来的应用场景将更加广泛,特别是在大数据和人工智能领域。 随着技术的不断发展,粗大误差C语言程序将更加高效、稳定和安全。 未来粗大误差C语言程序将与其他编程语言更好地融合,实现更加灵活和多样化的应用。 粗大误差C语言程序将不断优化和改进,以满足更多领域的需求,并推动相关领域的发展。
PART TWO
输入数据 计算处理 输出结果 程序结束
定义变量和常量
输入数据
计算处理
输出结果
编译过程:将源代码转换为可执行文件 运行过程:执行可执行文件,输出结果 调试过程:检查程序中的错误并进行修正 优化过程:提高程序的运行效率
PART THREE
粗大误差C语言程 序能够处理数据采 集中的异常值
数据来源:说明数据的来源 和获取方式
案例概述:介绍案例的背景、 目的和意义
粗大误差处理:对检测到的粗 大误差进行修正或处理的方法
格拉布斯法(Grubbs)检验法
格拉布斯法(Grubbs)检验法▲概述:一组测量数据中,如果个别数据偏离平均值很远,那么这个(这些)数据称作“可疑值”。
如果用统计方法—例如格拉布斯(Grubbs)法判断,能将“可疑值”从此组测量数据中剔除而不参与平均值的计算,那么该“可疑值”就称作“异常值(粗大误差)”。
本文就是介绍如何用格拉布斯法(Grubbs)判断“可疑值”是否为“异常值”。
▲测量数据:例如测量10次(n =10),获得以下数据:8.2、5.4、14.0、7.3、4.7、9.0、6.5、10.1、7.7、6.0。
▲排列数据:将上述测量数据按从小到大的顺序排列,得到4.7、5.4、6.0、6.5、7.3、7.7、8.2、9.0、10.1、14.0。
可以肯定,可疑值不是最小值就是最大值。
▲计算平均值x -和标准差s :x -=7.89;标准差s =2.704。
计算时,必须将所有10个数据全部包含在内。
▲计算偏离值:平均值与最小值之差为7.89-4.7=3.19;最大值与平均值之差为14.0-7.89=6.11。
▲确定一个可疑值:比较起来,最大值与平均值之差6.11大于平均值与最小值之差3.19,因此认为最大值14.0是可疑值。
▲计算G i 值:G i =(x i -x - )/s ;其中i 是可疑值的排列序号——10号;因此G 10=( x 10-x - )/s =(14.0-7.89)/2.704=2.260。
由于 x 10-x -是残差,而s 是标准差,因而可认为G 10是残差与标准差的比值。
下面要把计算值G i 与格拉布斯表给出的临界值G P (n )比较,如果计算的G i 值大于表中的临界值G P (n ),则能判断该测量数据是异常值,可以剔除。
但是要提醒,临界值G P (n )与两个参数有关:检出水平α (与置信概率P 有关)和测量次数n (与自由度f 有关)。
▲定检出水平α:如果要求严格,检出水平α可以定得小一些,例如定α=0.01,那么置信概率P =1-α=0.99;如果要求不严格,α可以定得大一些,例如定α=0.10,即P =0.90;通常定α=0.05,P =0.95。
格拉布斯准则公式
格拉布斯准则公式格拉布斯准则公式是一种在数据处理和统计学中用于检测异常值的重要工具。
在咱们的学习和研究中,数据可是个非常重要的家伙。
比如说,老师让咱们记录一个月内每天的气温变化,那这一组气温数据里可能就会有个别很特别的数值,这时候格拉布斯准则公式就派上用场啦。
格拉布斯准则公式看起来可能有点复杂,但是别怕,咱们慢慢捋捋。
它的基本形式是这样的:G = (X - X) / S 。
这里的 X 是咱们要检测的那个值,X是这组数据的平均值,S 是标准差。
想象一下,咱们正在做一个实验,测量一群同学跳绳的次数。
有的同学一分钟能跳 100 多次,有的 80 多次,大部分都在一个差不多的范围内。
突然有个同学说他跳了 300 次!这时候咱们就得用格拉布斯准则公式来判断一下,他这个数据是不是太异常了。
比如说,咱们这组跳绳次数的数据平均值是 100 次,标准差是 20 次。
那个说跳了 300 次的同学,算一下 G 的值,发现远远超过了格拉布斯准则表中的临界值。
那咱们就有理由怀疑,这个 300 次可能是记错啦,或者是在开玩笑,不应该被纳入正常的数据范围。
在实际应用中,格拉布斯准则公式可帮了大忙。
我记得有一次参加学校组织的科学竞赛,我们小组在测量一个物体的重量。
测量了好多组数据,但是其中有一个数据看起来特别奇怪,和其他的相比差距很大。
大家都在争论到底要不要把这个数据算进去。
这时候我想到了格拉布斯准则公式,经过一番计算,发现这个数据确实是异常值,果断把它排除掉了。
最后我们小组凭借准确的数据处理,获得了不错的成绩。
所以说啊,格拉布斯准则公式虽然看起来有点头疼,但真正用起来,那可是咱们处理数据的好帮手。
不管是在数学、物理、化学实验,还是在日常生活中的各种数据收集和分析中,它都能让咱们更准确地判断哪些数据是可靠的,哪些可能是捣乱的“小调皮”。
总之,掌握了格拉布斯准则公式,就像是给咱们的数据分析能力装备了一把锋利的宝剑,能在数据的海洋中披荆斩棘,找到真正有价值的信息。
机器学习数据分析之异常值检测
机器学习数据分析之异常值检测异常值检测是机器学习数据分析中非常重要的一部分,它有助于我们识别数据集中的异常或异常值。
这些异常值可能是由于测量误差、数据损坏、录入错误等原因引起的,如果不加以处理,这些异常值可能会对我们的模型产生负面影响。
异常值检测的目标是确定哪些数据点与其他数据点不同,并且可以将其视为异常。
异常值可能有很多不同的特征,例如在数值上与其他数据点有明显差异、在分布上与其他数据点有明显不同等。
因此,我们可以使用多种方法来检测异常值。
一种常用的异常值检测方法是基于统计学的方法。
统计学中的异常值通常被定义为与其他数据点相差较大的数据点。
其中最常用的方法是使用均值和标准差来测量数据点的离群程度。
一种常用的统计学方法是使用Z得分来测量数据点的离群程度。
Z得分可以告诉我们一个数据点距离均值的偏差有多大,而且它遵循标准正态分布。
一般来说,我们认为Z得分大于3的数据点是异常值。
另一种常用的异常值检测方法是基于距离的方法。
距离是一个衡量两个数据点之间差异的指标。
在这种方法中,我们可以将异常值定义为与其他数据点距离过远的数据点。
常用的距离测量方法有欧氏距离、曼哈顿距离和马哈拉诺比斯距离等。
我们可以计算每个数据点与其他数据点的距离,并将距离超过一些阈值的数据点标记为异常值。
大部分异常值检测方法都依赖于选取其中一种适当的阈值来判断一个数据点是否为异常。
然而,选择适当的阈值是一个挑战,因为我们需要权衡异常检测的敏感性和特异性。
如果阈值过低,我们可能会将正常数据点错误地识别为异常;而如果阈值过高,我们可能会漏掉一些真正的异常值。
除了上述方法外,还有一些其他常用的异常值检测方法,例如基于聚类的方法、基于时间序列的方法和基于模型的方法等。
这些方法都有各自的优缺点,我们可以根据实际情况选择合适的方法。
总之,异常值检测是机器学习数据分析中非常关键的一步。
通过识别和处理异常值,我们可以提高模型的准确性和稳定性。
然而,我们需要根据具体情况选择适当的方法,并合理设置阈值,以平衡敏感性和特异性。
数据挖掘中的异常值检测技术
数据挖掘中的异常值检测技术数据挖掘是一门以发现、提取和分析大量数据中的有用信息为目标的技术。
在实际应用中,数据往往包含了一些异常值,即与其他数据不符合的极端或异常的观测结果。
这些异常值可能是由于数据采集过程中的错误、设备故障、人为操作失误或者是真实情况中的特殊事件所导致。
因此,异常值检测在数据挖掘中至关重要,它能够帮助我们发现数据中的异常情况,从而提高数据分析的准确性和可靠性。
异常值检测技术可以分为基于统计学方法和基于机器学习方法两大类。
基于统计学方法的异常值检测主要依赖于数据的分布特征,通过计算数据的均值、方差等统计量来判断是否存在异常值。
常见的统计学方法包括3σ原则、箱线图和Grubbs检验等。
3σ原则认为,大部分数据应该分布在均值附近的一个标准差范围内,如果某个观测值与均值相差超过3倍标准差,就可以被认为是异常值。
箱线图则通过绘制数据的四分位数和箱线来判断数据的离群程度,超出箱线的观测值被认为是异常值。
Grubbs检验则是一种基于极值的方法,通过计算观测值与均值之间的距离来判断是否存在异常值。
基于机器学习方法的异常值检测则更加灵活和高级。
这类方法通常需要先对数据进行特征提取和降维,然后利用聚类、分类或回归等机器学习算法来建立模型,最后根据模型预测结果来判断是否存在异常值。
常见的机器学习方法包括基于距离的方法、基于密度的方法和基于分类的方法等。
基于距离的方法通过计算数据点之间的距离来判断是否存在异常值,如LOF(局部离群因子)算法和k近邻算法。
基于密度的方法则通过计算数据点周围的密度来判断是否存在异常值,如DBSCAN(基于密度的聚类算法)。
基于分类的方法则通过建立分类模型来判断数据点是否属于正常类别,如SVM(支持向量机)和决策树。
除了以上提到的方法,还有一些特殊的异常值检测技术。
例如,时间序列数据中的异常值检测可以利用时间的连续性和趋势性来判断数据的异常情况。
图像数据中的异常值检测可以利用像素的颜色、纹理和形状等特征来判断是否存在异常像素。
用莱特准则和格拉布斯准则来判断异常数据C编程
g (n, a) x ,则判断此值为异常数据,应予以剔除。g(n,a)取决于测量次数 n
和显著性水平 a (相当于犯“弃真”错误的概率系数,若 Pc 为置信概率,则 a=1-Pc),a 通常取 0.01(1%)或 0.05(5%)。g 值按重复测量次数及置信概率由表 2-1 给出。
格拉布斯准则是在未知总体标准差情况下, 对正态样本或接近正态样本异常值的一种判 别方法。对于测量次数 n=3~5 的测量,格拉布斯准则理论较严密,概率意义明确,实践证 明是一种比较切合测量实际的判别异常值的方法。 异常值的出现会歪曲测量结果, 所以当测 量结果中出现异常值时, 应尽可能地查找出技术上和物理上的原因, 作为处理异常值的依据。 对经判断确为异常值的数据,应予以剔除,不得包括在测量列中。在自动测量系统和测量过 程控制中,测量软件必须设计异常值剔除程序。
三 仪器与设备
1. 微机 一台 2. C 语言集成开发环境
四 Байду номын сангаас验原理
在无系统误差的情况下, 测量中大误差出现的概率是很小的。在无系统误差的情 况下,测量中大误差出现的概率是很小的。给定一置信概率,确定相应的置信区 间,凡超过置信区间的误差就认为是粗差,并予以剔除。用于粗差剔除的常见方 法有莱特检验方法和格拉布斯检验方法。
daver=d/n.a; daver=daver*3; for(i=1;i<=n;i++) { v[i]=a[i]-aver; v.a[i]=float fabs(fabs v[i]); if(v.a[i]>daver) printf(“%f”,&a[i]); else c[j]=&a[i]; j++; printf() printf ( “%f”,&c[j]); } }
粗大误差四种判别准则的比较
粗大误差四种判别准则的比较之五兆芳芳创作粗大误差是指在丈量进程中,偶尔产生的某些不该有的变态因素造成的丈量数值超出正常测量误差规模的小几率误差.含有粗大误差的数据会搅扰对实验结果的阐发,甚至歪曲实验结果.若不按统计的原理剔除异常值,而把一些包含较大正常误差但不属于异常值的数据舍弃或保存一些包含较小粗大误差的异常值,就会错估了仪器的精确等级.因此,系统查验丈量数据是否含有粗大误差是包管原始数据的可靠及其有关计较的准确的前提.排除异常数据有四种较经常使用的准则,辨别是拉伊达准则、格拉布斯准则、肖维勒准则和狄克逊准则.每种判别准则都有其处理办法,导致用不合准则对异常值判此外结果有时会不一致.目前异常值的剔除还没有统一的准则,本文综合判别粗大误差四种办法的特点,系统归结各类准则的应用,以便更好地发明和判别含有粗大误差的数据.1.四种判别粗大误差准则的特点拉伊达准则[4]是以三倍丈量列的尺度偏差为极限取舍尺度,其给定的置信几率为99.73%,该准则适用于丈量次数n>10或预先经大量重复丈量已统计出其尺度误差σ的情况.Xi为从命正态散布的等精度丈量值,可先求得它们的算术平均值 X、残差vi和尺度偏差σ.若|Xi- X|>3σ,则可疑值Xi含有粗大误差,应舍弃;若|Xi- X|≤3σ,则可疑值Xi为正常值,应保存.把可疑值舍弃后再重新算出除去这个值的其他丈量值的平均值和尺度偏差,然后持续使用判别依据判断,依此类推.格拉布斯准则适用于丈量次数较少的情况(n<100),通常取置信几率为95%,对样本中仅混入一个异常值的情况判别效率最高.其判别办法如下:先将呈正态散布的等精度多次丈量的样本按从小到大排列,统计临界系数G(a,n)的值为G0,然后辨别计较出G1、Gn:G1=( X-X1)/σ,Gn=(Xn- X)/σ (1)若G1≥Gn且G1>G0,则X1应予以剔除;若Gn≥G1且Gn>G0,则Xn应予以剔除;若G1<G0且Gn<G0,则不存在“坏值”.然后用剩下的丈量值重新计较平均值和尺度偏差,还有G1、Gn和G0,重复上述步调持续进行判断,依此类推.肖维勒准则是成立在频率p=m/n趋近于几率P{|Xi- X|>Zcσ}的前提下的(其中m是绝对值大于Ecσ的误差出现次数,P是置信几率).设等精度且呈正态散布的丈量值为Xi,若其残差vi≥Zcσ则Xi可视为含有粗大误差,此时把读数Xi应舍弃.把可疑值舍弃后再重新计较和持续使用判别依据判断,依此类推.狄克逊准则是一种用极差比双侧查验来判别粗大误差的准则.它从丈量数据的最值入手,一般取显著性水平a为0.01.此准则的特点是把丈量数据划分为四个组,每个组都有相应的极端异常值统计量R1、R2的计较办法,再按照丈量次数n 和所对应的统计临界系数D(a,n)依照以下办法来判别:若R1>R2,R1>D(a,n),则判别X1为异常值,应舍弃;若R2>R1,R2>D(a,n),则应舍弃Xn;若R1<D(a,n)且R2<D(a,n),则没有异常值.2.四种判别粗大误差准则的比较实际上教学实验中的丈量样本大多比较小,四种准则所要求的正态散布前提不容易满足,尺度偏差会由于偏离正态散布而禁绝确.若不考虑具体的临界系数与置信水平,这四种准则的思维办法都可归结为:首先计较某组丈量值X1,X2,X3……Xn的平均值x、残差vi和尺度偏差σ.对于第i次丈量值,如果vi>kσ (2)则可判别为含有粗大误差,其中k为统计临界系数.狄克逊准则是用极差比来检测异常值的,它的统计临界系数与其他准则不具有可比性.除狄克逊准则外,作拉伊达准则、格拉布斯准则和肖维勒准则在丈量次数3≤n≤250的曲线关系,见图1.拉伊达准则、格拉布斯准则和肖维勒准则的对比曲线可以看出:对应于相同的丈量次数,各判别准则的统计临界系数各不相同,以拉伊达准则的统计临界系数3为线索,当n=25时,格拉布斯准则(a=0.01)的统计临界系数恰好到达3以上,而当n=185时,肖维勒准则的统计临界系数恰好也到达3.因此可把总规模分为以下三个小规模. (1)在3≤n<25这个规模内,建议用狄克逊准则或格拉布斯准则(a=0.01)来判别可疑数据.在少量样品时,拉伊达准则的统计临界系数相对比较大,不容易实时发明异常数据,使用它会比较苛刻.而肖维勒准则的统计临界系数太小,容易剔除仅含有较大正常误差的丈量值.因此用可一次性剔除多个异常值且无需求出样本平均值X、残差vi和尺度偏差σ的狄克逊准则或格拉布斯准则(a=0.01)来判别可疑数据是适合的.(2)在25≤n≤185的规模内,建议用格拉布斯准则(a=0.05)或肖维勒准则来判别可疑数据.统计临界系数最大的是格拉布斯准则(a=0.01),虽然肖维勒准则的统计临界系数偏小,但在这一规模内肖维勒准则可以弥补拉伊达准则的缺乏,因此判别数据时采取格拉布斯准则(a=0.05)或肖维勒准则比较适合. (3)在丈量次数n>185时,建议采取拉伊达准则.因为此时肖维勒准则的统计临界系数偏大,在剔除异常值时容易把含有较小粗大误差的数据遗漏掉.因此,为了更好地对丈量数据作出确切的判断且尽量避免让被剔除的数据丢失总体信息,可以采取以下办法:判别前最好先依照从小到大排列丈量数据.首先思疑最值,如果最值不是异常值则其他值也就不会含有粗大误差了.对此四种准则的综合判别办法,见表1.表1综合判别办法结论综上所述,由于四种判别准则在理论上剔除异常值是各自相对于某个精度而言的,它们的检验规模和判别效果不合,在不合的情况下应用不合的准则的严格程度不合,但不加比较随便使用某一种准则来判别丈量值是否含有粗大误差,这样有时会得到相对禁绝确的结论,可能把仅包含正常误差的可疑值剔除了,或保存了含有粗大误差的异常值.本文中的图1直不雅明了、使用便利,因此采取本文建议的综合归结办法可以使在数据处理中判别粗大误差有据可依,并使剔除异常数据的效率有所提高,得出相对准确的丈量计较结果.在目前还没有一个适用于所有情况的判别粗大误差的准则,因此对数据是否含有粗大误差的判别仍然是一个需要逐步研究和更多实践的问题.本文的建议和测验考试,仍需理论研究阐发和进一步完善.。
python 格拉布斯准则
Python中的格拉布斯准则用于剔除异常数据。
这个准则基于一个统计假设,即异常值应该大于或小于平均值的某个固定倍数。
在Python中,可以通过编写一个函数来实现格拉布斯准则。
这个函数可以接受一组数据和一个危险率作为输入,然后根据格拉布斯准则剔除异常值。
以下是使用Python实现格拉布斯准则的示例代码:```pythonimport mathdef grubbs_test(data, significance_level):n = len(data)mean = sum(data) / nstd_dev = math.sqrt(sum((x - mean) 2 / (n - 1) for x in data))G = max(abs(x - mean) / (std_dev / math.sqrt(n)) for x in data)critical_values = {0.01: 2.576,0.05: 2.326,0.10: 2.141,0.001: 3.090,0.005: 2.848,0.025: 2.569,0.050: 2.353,0.100: 2.146,}critical_value = critical_values[significance_level] return G > critical_value, max(x for x in data if abs(x - mean) / (std_dev / math.sqrt(n)) > G)```这个函数接受两个参数:数据列表和显著性水平(常用的显著性水平有0.01、0.05、0.1等)。
函数首先计算数据的平均值和标准差,然后计算格拉布斯统计量G。
最后,函数返回一个元组,包含一个布尔值和一个可能被剔除的异常值。
如果格拉布斯统计量大于临界值,则返回True,否则返回False。
如果存在多个异常值,则返回最大的异常值。
格拉布斯法—异常值判断
格拉布斯法—异常值判断文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-格拉布斯法—判断(2009-04-07 16:38:20)标签:▲概述:一组测量数据中,如果个别数据偏离平均值很远,那么这个(这些)数据称作“可疑值”.如果用统计方法—例如格拉布斯(Grubbs)法判断,能将“可疑值”从此组测量数据中剔除而参与平均值的计算,那么该“可疑值”就称作“(粗大误差)”.本文就是介绍如何用格拉布斯法判断“可疑值”是否为“”.▲测量数据:例如测量10次(n=10),获得以下数据:8.2、5.4、14.0、7.3、4.7、9.0、6.5、10.1、7.7、6.0.▲排列数据:将上述测量数据按从小到大的顺序排列,得到4.7、5.4、6.0、6.5、7.3、7.7、8.2、9.0、10.1、14.0.可以肯定,可疑值是最小值就是最大值.▲计算平均值x-和标准差s:x-=7.89;标准差s=2.704.计算时,必须将所有10个数据全部包含在内.▲计算偏离值:平均值与最小值之差为7.89-4.7=3.19;最大值与平均值之差为14.0-7.89=6.11.▲确定一个可疑值:比较起来,最大值与平均值之差6.11大于平均值与最小值之差3.19,因此认为最大值14.0是可疑值.▲计算G i值:G i=(x i-x-)/s;其中i是可疑值的排列序号——10号;因此G=( x10-x-)/s=(14.0-7.89)/2.704=2.260.由于10x10-x-是残差,而s是标准差,因而可认为G10是残差与标准差的比值.下面要把计算值G i与格拉布斯表给出的临界值G P(n)比较,如果计算的G i值大于表中的临界值G P(n),则能判断该测量数据是,可以剔除.但是要提醒,临界值G P(n)与两个参数有关:检出水平α(与置信概率P有关)和测量次数n(与自由度f有关).▲定检出水平α:如果要求严格,检出水平α可以定得小一些,例如定α=0.01,那么置信概率P=1-α=0.99;如果要求严格,α可以定得大一些,例如定α=0.10,即P=0.90;通常定α=0.05,P=0.95.▲查格拉布斯表获得临界值:根据选定的P值(此处为0.95)和测量次数n(此处为10),查格拉布斯表,横竖相交得临界值G95(10)=2.176.▲比较计算值G i和临界值G95(10):G i=2.260,G95(10)=2.176,G i>G95(10).▲判断是否为:因为G i>G95(10),可以判断测量值14.0为,将它从10个测量数据中剔除.▲余下数据考虑:剩余的9个数据再按以上步骤计算,如果计算的G i>G95(9),仍然是,剔除;如果G i<G95(9),是,则剔除.本例余下的9个数据中没有.格拉布斯表——临界值G P(n)对及统计检验法的解释■测量过程是对一个无限大总体的抽样:对固定条件下的一种测量,理论上可以无限次测量下去,可以得到无穷多的测量数据,这些测量数据构成一个容量为无限大的总体;或者换一个角度看,本来就存在一个包含无穷多测量数据的总体.实际的测量只过是从该无限大总体中随机抽取一个容量为n(例如n=10)的样本.这种样本也可以有无数个,每个样本相当于总体所含测量数据的同随机组合.样本中的正常值应当来自该总体.通常的目的是用样本的统计量来估计总体参量.总体一般假设为正态分布.■区分:样本中的正常值应当属于同一总体;而有两种情况:第一种情况属于该总体,抽样抽错了,从另外一个总体抽出一个(一些)数据,其值与总体平均值相差较大;第二种情况虽属于该总体,但可能是该总体固有随机变异性的极端表现,比如说超过3σ的数据,出现的概率很小.用统计判断方法就是将找出来,舍去.■犯错误1:将本来属于该总体的、第一种情况的判断出来舍去,会犯错误;将本来属于该总体的、出现的概率小的、第二种情况的判断出来舍去,就会犯错误.■犯错误2:还有一种情况,属于该总体但数值又和该总体平均值接近的数据被抽样抽出来,统计检验方法判断出它是,就会犯另外一种错误.■检验法:判断的统计检验法有很多种,例如格拉布斯法、狄克逊法、偏度-峰度法、拉依达法、奈尔法等等.每种方法都有其适用范围和优缺点.■格拉布斯法最佳:每种统计检验法都会犯犯错误1和错误2.但是有人做过统计,在所有方法中,格拉布斯法犯这两种错误的概率最小,所以推荐使用格拉布斯法.■多种方法结合使用:为了减少犯错误的概率,可以将3种以上统计检验法结合使用,根据多数方法的判断结果,确定可疑值是否为.■来源:测量仪器正常,测量环境偏离正常值较大,计算机出错,看错,读错,抄错,算错,转移错误.。
莱茵达法则检验异常值的步骤
莱茵达法则检验异常值的步骤
【最新版】
目录
1.莱茵达法则简介
2.莱茵达法则检验异常值的步骤
3.莱茵达法则在回弹法检测砼强度中的应用
4.结论
正文
一、莱茵达法则简介
莱茵达法则,又称为 3σ法则,是一种常用的检验异常值的方法。
该法则通过计算数据偏离平均值的标准差倍数,对数据中的异常值进行识别和判断。
莱茵达法则具有简单、直观的特点,适用于各种数据类型和分布形式。
二、莱茵达法则检验异常值的步骤
1.计算数据集的平均值。
2.计算数据集的标准差。
3.计算数据点与平均值的偏差。
4.计算偏差与标准差的比值。
5.判断偏差与标准差比值是否小于或等于 3。
若小于或等于 3,则该数据点为正常值;若大于 3,则该数据点为异常值。
三、莱茵达法则在回弹法检测砼强度中的应用
回弹法是一种常用的砼强度检测方法。
在回弹法检测中,按批抽样检测的测区数量往往很多,这就不可避免地会出现较多的检测异常值。
如何判断和处理这些异常值,对于提高检测结果的准确性意义重大。
莱茵达法则应用于回弹法检测砼强度,能有效提高按批抽样检测结果的准确性。
具体操作步骤如下:
1.对每批砼强度数据进行平均值计算。
2.计算每批数据的标准差。
3.对每个测区的回弹值与平均值的偏差进行计算。
4.计算偏差与标准差的比值。
5.根据莱茵达法则判断异常值,对异常值进行处理。
四、结论
莱茵达法则作为一种简单、直观的检验异常值的方法,在回弹法检测砼强度中具有较高的实用价值。
计量检定中3种判别和剔除异常值的统计方法
计量检定中3种判别和剔除异常值的统计方法
王小凯;朱小文
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2018(0)A01
【摘要】检定人员在日常计量检定的数据处理中,为使预处理的检定数据能准确地反映实际测量结果,需要熟练掌握一些判别和剔除异常值的统计方法。
该文结合对
标称值为5g的砝码进行测量次数为20次的计量检定实例,分别采用3种数学统计学中的判别和剔除异常值的方法(拉依达准则、格拉布斯准则和狄克逊准则),对比分析后发现:拉依达准则一般适用于n>50的情况;当统计单个异常值并且n处于[3,50]区间情况下,格拉布斯准则法剔除效果较好;狄克逊准则适用于对多个异常值的剔除。
当对统计数值有较高要求时,可以3种统计方法同时进行,但是当出现既可能是异常值又可能不是异常值的情况时,该可疑值应该保留,不予以剔除。
【总页数】4页(P41-44)
【关键词】科学计量学;异常值剔除;实例比对;统计方法
【作者】王小凯;朱小文
【作者单位】大同市质量技术监督检验测试所
【正文语种】中文
【中图分类】TB932
【相关文献】
1.正确选择统计判别法剔除异常值 [J], 孙培强
2.智能电能表测量结果异常值的判别和剔除方法研究 [J], 崔岩;李彦群
3.计量学中异常值剔除技术应用于修正公务员考评数据的尝试 [J], 贺双林
4.计量检定中的异常值及其剔除方法 [J], 石磊;徐明伟
5.试论计量检定中的异常值及其剔除方法 [J], 翟志强
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格拉布斯法(Grubbs)检验法
格拉布斯法(Grubbs)检验法▲概述:一组测量数据中,如果个别数据偏离平均值很远,那么这个(这些)数据称作“可疑值”。
如果用统计方法—例如格拉布斯(Grubbs)法判断,能将“可疑值”从此组测量数据中剔除而不参与平均值的计算,那么该“可疑值”就称作“异常值(粗大误差)”。
本文就是介绍如何用格拉布斯法(Grubbs)判断“可疑值”是否为“异常值”。
▲测量数据:例如测量10次(n =10),获得以下数据:8.2、5.4、14.0、7.3、4.7、9.0、6.5、10.1、7.7、6.0。
▲排列数据:将上述测量数据按从小到大的顺序排列,得到4.7、5.4、6.0、6.5、7.3、7.7、8.2、9.0、10.1、14.0。
可以肯定,可疑值不是最小值就是最大值。
▲计算平均值x -和标准差s :x -=7.89;标准差s =2.704。
计算时,必须将所有10个数据全部包含在内。
▲计算偏离值:平均值与最小值之差为7.89-4.7=3.19;最大值与平均值之差为14.0-7.89=6.11。
▲确定一个可疑值:比较起来,最大值与平均值之差6.11大于平均值与最小值之差3.19,因此认为最大值14.0是可疑值。
▲计算G i 值:G i =(x i -x - )/s ;其中i 是可疑值的排列序号——10号;因此G 10=( x 10-x - )/s =(14.0-7.89)/2.704=2.260。
由于 x 10-x -是残差,而s 是标准差,因而可认为G 10是残差与标准差的比值。
下面要把计算值G i 与格拉布斯表给出的临界值G P (n )比较,如果计算的G i 值大于表中的临界值G P (n ),则能判断该测量数据是异常值,可以剔除。
但是要提醒,临界值G P (n )与两个参数有关:检出水平α (与置信概率P 有关)和测量次数n (与自由度f 有关)。
▲定检出水平α:如果要求严格,检出水平α可以定得小一些,例如定α=0.01,那么置信概率P =1-α=0.99;如果要求不严格,α可以定得大一些,例如定α=0.10,即P =0.90;通常定α=0.05,P =0.95。
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g (n, a) x ,则判断此值为异常数据,应予以剔除。g(n,a)取决于测量次数 n
和显著性水平 a (相当于犯“弃真”错误的概率系数,若 Pc 为置信概率,则 a=1-Pc),a 通常取 0.01(1%)或 0.05(5%)。g 值按重复测量次数及置信概率由表 2-1 给出。
格拉布斯准则是在未知总体标准差情况下, 对正态样本或接近正态样本异常值的一种判 别方法。对于测量次数 n=3~5 的测量,格拉布斯准则理论较严密,概率意义明确,实践证 明是一种比较切合测量实际的判别异常值的方法。 异常值的出现会歪曲测量结果, 所以当测 量结果中出现异常值时, 应尽可能地查找出技术上和物理上的原因, 作为处理异常值的依据。 对经判断确为异常值的数据,应予以剔除,不得包括在测量列中。在自动测量系统和测量过 程控制中,测量软件必须设计异常值剔除程序。
daver=d/n.a; daver=daver*3; for(i=1;i<=n;i++) { v[i]=a[i]-aver; v.a[i]=float fabs(fabs v[i]); if(v.a[i]>daver) printf(“%f”,&a[i]); else c[j]=&a[i]; j++; printf() printf ( “%f”,&c[j]); } }
用莱特准则和格拉布斯准则来判断异常数据
一 实验目的
1.通过实验加深对莱特准则和格拉布斯准则的理解。 2.掌握实验中异常数据的处理方法。
பைடு நூலகம்
二 实验要求
用 c 语言或 matlab 或高级语言编写程序,输入一组测量数据(9~15 个, 程序可设定) ,根据莱特准则和格拉布斯准则判断有无异常数据。如有,则剔除 异常数据并重新计算,直到无异常数据为止。具体要求如下: 1. 数据个数可输入;数据精度可设定;可选择界面输入,或者读取文件。 2. 格拉布斯系数 g 以表的形式存于数组中;或通过读取文件形式获得。 3. 显示均值、标准偏差等中间结果、显示被剔除的异常数据、显示无异常数据 的测量数据、显示最终测量结果。
五 实验方法(程序)
# include<stdio.h> # include<math.h> void main() { int i,n,j=1; float a[200],b[200],v[200],v.a[200],aver,suma,sumb,c,d,daver,n.a,; printf(“enter array a:\n”); for(i=1;i<=n;i++) scanf(“%f,%d”,&a[i],n); printf(“\n”); suma=a[1]; for(i=2;i<=n;i++) { suma=suma+a[i]; aver=suma/n; } printf(“average is %f\n”,aver); for(i=1;i<=n;i++) { b[i]=a[i]*a[i]; sumb=sumb+b[i]; } c=sumb/(n-1); d=float sqrt (float c); n.a=float sqrt(float d);
三 仪器与设备
1. 微机 一台 2. C 语言集成开发环境
四 实验原理
在无系统误差的情况下, 测量中大误差出现的概率是很小的。在无系统误差的情 况下,测量中大误差出现的概率是很小的。给定一置信概率,确定相应的置信区 间,凡超过置信区间的误差就认为是粗差,并予以剔除。用于粗差剔除的常见方 法有莱特检验方法和格拉布斯检验方法。
1 n 2 vi (贝塞尔公式)。 n 1 i 1
本检验方法简单,使用方便,当测量次数n 较大时,是比较好的方法。一般适用于n>10 的 情况,n<10 时,莱特检验法失去判别能力。 2. 格拉布斯 Grubbs 检验法 格拉布斯检验法是在未知总体标准偏差 σ (x)的情况下,对正态样本或接近正态样本异 常值进行判别的一种方法,是一种从理论上就很严密,概率意义明确,以经实验证明效果较 好的判据。 具体方法如下: 对一系列重复测量中的最大或最小数据, 用格拉布斯检验法检验, 若残差 vi
1. 莱特检验方法 莱特检验法是一种正态分布情况下判别异常值的方法。判别方法如下: 假设在一列等精度测量结果中,第i项测量值xi所对应的残差vi的绝对值满足
vi
max
3 x ,
则该误差为粗差,所对应的测量值xi为异常数值,应剔除不用。此处,残差: vi xi x , 标准偏差估计: