📊 روش‌های تخصصی تشخیص ناهنجاری (Anomaly Detection)

تشخیص ناهنجاری یا Anomaly Detection یکی از بخش‌های کلیدی در هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تحلیل داده است که هدف آن شناسایی الگوهای غیرعادی در داده‌هاست. این روش‌ها در حوزه‌هایی مانند تشخیص خرابی تجهیزات، امنیت سایبری، تشخیص تقلب مالی و مانیتورینگ سلامت کاربرد دارند.


---

🔍 دسته‌بندی اصلی روش‌ها

1️⃣ روش‌های آماری (Statistical Methods)

ایده: فرض بر این است که داده‌های نرمال از یک توزیع مشخص (مثلاً Gaussian) پیروی می‌کنند و نقاطی که احتمال وقوع‌شان کم است، ناهنجار هستند.

مثال‌ها:

Z-Score

Grubbs’ Test

Generalized ESD Test


✅ مزیت: ساده و سریع

❌ ضعف: کارایی پایین در داده‌های پیچیده یا توزیع غیرخطی



---

2️⃣ روش‌های مبتنی بر فاصله و چگالی (Distance & Density Based)

ایده: نقاط ناهنجار فاصله زیادی از خوشه‌ها دارند یا در مناطق با چگالی کم قرار گرفته‌اند.

مثال‌ها:

K-Nearest Neighbors (KNN) for Outlier Detection

Local Outlier Factor (LOF)

DBSCAN برای شناسایی نقاط کم‌چگالی


✅ مزیت: عدم نیاز به فرض توزیع

❌ ضعف: مقیاس‌پذیری ضعیف در دیتاست‌های خیلی بزرگ



---

3️⃣ روش‌های مبتنی بر یادگیری نظارت‌شده (Supervised Learning)

ایده: برچسب‌گذاری داده‌های نرمال و غیرنرمال، سپس آموزش یک مدل طبقه‌بندی.

مثال‌ها:

Random Forest

SVM (با کلاس‌بندی دوتایی)

XGBoost


✅ مزیت: دقت بالا در داده‌های برچسب‌خورده

❌ ضعف: نیاز به داده‌های برچسب‌خورده (که معمولاً نایاب هستند)



---

4️⃣ روش‌های بدون‌نظارت (Unsupervised Learning)

ایده: الگوریتم داده‌ها را بدون برچسب خوشه‌بندی کرده و نقاط دورافتاده را ناهنجار تشخیص می‌دهد.

مثال‌ها:

Isolation Forest

One-Class SVM

PCA for Anomaly Detection


✅ مزیت: بدون نیاز به برچسب

❌ ضعف: حساسیت به نویز



---

5️⃣ روش‌های مبتنی بر یادگیری عمیق (Deep Learning)

ایده: استفاده از شبکه‌های عصبی برای مدل‌سازی داده‌های نرمال و شناسایی نمونه‌های غیرعادی بر اساس خطای بازسازی یا احتمال تولید.

مثال‌ها:

Autoencoders (و Variational Autoencoders)

LSTM Autoencoders برای داده‌های زمانی

GAN-based Anomaly Detection (مثل AnoGAN)


✅ مزیت: قدرت مدل‌سازی بالا در داده‌های پیچیده

❌ ضعف: نیاز به منابع محاسباتی زیاد و داده کافی



---

6️⃣ روش‌های ترکیبی (Hybrid Approaches)

ایده: ترکیب چند الگوریتم برای بهبود دقت و کاهش نرخ خطا.

مثال: استفاده از Isolation Forest به‌عنوان پیش‌پردازش و سپس Autoencoder برای تحلیل عمیق.



---

💡 نکته صنعتی:
در مانیتورینگ صنعتی (مثل تشخیص خرابی موتور یا توربین)، ترکیب مدل‌های پیش‌بینی سری زمانی (مثل Prophet یا LSTM) با روش‌های anomaly detection بسیار مؤثر است.


---

📍 @rss_ai_ir | #هوش_مصنوعی #AnomalyDetection #یادگیری_ماشین #DeepLearning #داده_کاوی