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时间序列图上的变点检测

研究问题
当多条时间序列之间存在已知图连接时,如何借助连接信息识别较弱的同步变点,并允许相邻序列的变点发生时间略有错开?
方法与思路
作者用图信息构造变点先验,使相连序列之间共享信息,并扩展到邻近非同步变点;采用辅助变量可逆跳跃 MCMC 进行采样。
材料陈述的贡献
摘要提出图结构变点模型与采样算法,并称在网络认证日志分析中改善了关联用户入侵弱信号的检测,同时限制误报数量。
阅读关注点
应核对图连接如何影响先验、非同步变点的时间容许范围、采样收敛情况,以及入侵检测中弱信号和误报的评价方式。
阅读边界
这是 arXiv 预印本,不能据此认定已同行评审或期刊接收;摘要未说明图误设的影响、先验敏感性或检测改善的数值。

原文摘要

When analysing multiple time series that may be subject to changepoints, it is sometimes possible to specify a priori, by means of a graph, which pairs of time series are likely to be impacted by simultaneous changepoints. This article proposes an informative prior for changepoints which encodes the information contained in the graph, inducing a changepoint model for multiple time series that borrows strength across clusters of connected time series to detect weak signals for synchronous changepoints. The graphical model for changepoints is further extended to allow dependence between nearby but not necessarily synchronous changepoints across neighbouring time series in the graph. A novel reversible jump Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithm making use of auxiliary variables is proposed to sample from the graphical changepoint model. The merit of the proposed approach is demonstrated through a changepoint analysis of computer network authentication logs from Los Alamos National Laboratory (LANL), demonstrating an improvement at detecting weak signals for network intrusions across users linked by network connectivity, whilst limiting the number of false alerts.

笔记与分组
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