Aeon 是一个与 scikit-learn 兼容的 Python 时间序列机器学习工具包。资料显示,它为分类、回归、聚类、预测、异常检测、分段和相似性搜索提供算法。该技能适用于以下场景:对时间序列数据进行分类或预测;检测时间序列中的异常或变化点;对相似的时间序列模式进行聚类;预测未来值;查找重复模式(motifs)或不寻常的子序列(discords);使用专门的距离度量比较时间序列;从时间数据中提取特征。
主要能力包括七个核心方向。第一,时间序列分类:将时间序列归入预定义类别,示例使用 RocketClassifier 并配合 aeon.datasets 的 load_classification 加载数据;算法选择上,速度与性能可考虑 MiniRocketClassifier、Arsenal,最高精度可考虑 HIVECOTEV2、InceptionTimeClassifier,可解释性可考虑 ShapeletTransformClassifier、Catch22Classifier,小数据集可考虑配合 DTW 距离的 KNeighborsTimeSeriesClassifier。第二,时间序列回归:从时间序列预测连续值,示例使用 RocketRegressor 与 load_regression。第三,时间序列聚类:在无标签情况下对相似时间序列分组,示例使用 TimeSeriesKMeans,可指定 n_clusters、distance 与 averaging_method。第四,预测:预测未来时间序列值,示例使用 aeon.forecasting.arima 的 ARIMA。第五,异常检测:识别异常模式或离群点,示例使用 STOMP 并说明分数越高越可能为异常,可用百分位阈值判定。第六,分段:将时间序列划分为带变化点的区域,示例使用 ClaSPSegmenter。第七,相似性搜索:在时间序列内部或跨时间序列查找相似模式,示例使用 StompMotif。
在特征提取与变换方面,Aeon 提供 RocketTransformer 用于生成 ROCKET 特征,并可与任意 sklearn 分类器(如 RandomForestClassifier)结合使用;提供 Catch22 统计特征;提供 MinMaxScaler、Normalizer(Z 归一化)等预处理工具。距离度量方面,提供 dtw_distance、dtw_pairwise_distance 等,可用弹性距离包括 DTW、DDTW、WDTW、ERP、EDR、LCSS、TWE、MSM;锁步距离包括 Euclidean、Manhattan、Minkowski;形状类包括 Shape DTW、SBD;也可将距离用于分类器,如 KNeighborsTimeSeriesClassifier 指定 distance 与 distance_params。深度学习网络方面,卷积类包括 FCNClassifier、ResNetClassifier、InceptionTimeClassifier;循环类包括 RecurrentNetwork、TCNNetwork;自编码器包括 AEFCNClusterer、AEResNetClusterer,示例为 InceptionTimeClassifier。数据集与基准测试方面,可通过 load_classification、load_regression 加载标准基准数据,并通过 get_estimator_results 与已发表结果比较。
使用方式上,安装命令为 uv pip install aeon。资料给出常见工作流,例如构建归一化加分类的 sklearn Pipeline,或先以 RocketTransformer 提取特征再训练传统机器学习模型,或结合 matplotlib 对异常检测分数进行可视化。资料同时给出最佳实践:多数算法受益于 z-normalization,缺失值需先插补,数据格式应为 (n_samples, n_channels, n_timepoints);建模上建议先使用 ROCKET 系列再考虑深度学习,使用验证集调参,与简单基线(如 1-NN Euclidean、Naive)比较,并考虑计算资源(ROCKET 追求速度,深度学习需 GPU)。算法选择指南按目标划分:快速原型可用 MiniRocketClassifier、MiniRocketRegressor、欧氏距离的 TimeSeriesKMeans;追求最高精度可用 HIVECOTEV2、InceptionTimeClassifier、InceptionTimeRegressor、ARIMA、TCNForecaster;可解释性可用 ShapeletTransformClassifier、Catch22Classifier、Catch22、TSFresh;小数据集建议使用基于距离的 KNeighborsTimeSeriesClassifier 配合 DTW,并避免深度学习。资料还列出参考文档条目与官方资源链接(文档、GitHub、示例、API 参考)。
限制方面,资料未提供关于收费、价格、平台支持范围或性能保证的信息,暂未提供;使用前需注意数据格式要求与计算资源需求,深度学习相关方法需要较大数据与可能的 GPU 支持。