高斯函数(Gaussian Function)
高斯函数定义
高斯函数(Gaussian Function)是一种以钟形曲线为图形的平滑函数,形式为:
μ:均值,决定曲线的中心位置;
σ:标准差,决定曲线的宽度(扩散程度);
这个函数最大值为 ,当 x=μ 时取得最大值;
高斯函数图像
数学特性
图像特点:中间高、两边低,左右对称,即“钟形曲线”。
特性 | 描述 |
---|---|
平滑性 | 高斯函数处处可导,变化平稳,不突变,适合做连续评分 |
有界性 | 函数值始终在 ( 0 , 1 2 π σ 2 ] (0, \frac{1}{\sqrt{2\pi \sigma^2}}] (0,2πσ21],不会无限大或小 |
局部性 | 离中心(均值)越远,函数值下降越快,对异常值自动抑制 |
可控性 | 通过调整 μ \mu μ、 σ \sigma σ 可控制中心和影响范围 |
优势(在参考文献中的作用)
作用 | 原因 |
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平滑评分结果 | 对 δ \delta δ 的处理是连续、柔和的,不突变 |
抑制极端值干扰 | 距离大时 f ( δ ) → 0 f(\delta) \rightarrow 0 f(δ)→0,不会让离群点评分过高 |
提升鲁棒性 | 更稳健地区分边缘点与真正的异常点 |
保留局部性信息 | 评分集中在合理范围内,适合复杂结构数据 |
高斯函数用于距离评分中,可以有效平滑距离差异,减少极端值对评分过程的干扰。
采用高斯函数平滑距离评分的文献:Abhaya, Abhaya, 和Bidyut Kr. Patra. 《An Efficient Method for Autoencoder Based Outlier Detection》. Expert Systems with Applications 213 (2023年3月): 118904. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.118904.