Video anomaly detection is commonly used in many applications such as security surveillance and is very challenging.A majority of recent video anomaly detection approaches utilize deep reconstruction models, but their performance is often suboptimal because of insufficient reconstruction error differences between normal and abnormal video frames in practice. Meanwhile, frame prediction-based anomaly detection methods have shown promising performance. In this paper, we propose a novel and robust unsupervised video anomaly detection method by frame prediction with proper design which is more in line with the characteristics of surveillance videos. The proposed method is equipped with a multi-path ConvGRU-based frame prediction network that can better handle semantically informative objects and areas of different scales and capture spatial-temporal dependencies in normal videos. A noise tolerance loss is introduced during training to mitigate the interference caused by background noise. Extensive experiments have been conducted on the CUHK Avenue, ShanghaiTech Campus, and UCSD Pedestrian datasets, and the results show that our proposed method outperforms existing state-of-the-art approaches. Remarkably, our proposed method obtains the frame-level AUROC score of 88.3% on the CUHK Avenue dataset.


翻译:在安全监视等许多应用中,常见地使用视频异常探测方法,这非常具有挑战性。 大部分最近的视频异常探测方法使用深重重建模型,但由于正常和异常视频框架之间在实践中的重建错误差异不足,其性能往往不理想。同时,基于预测的异常探测方法显示了有希望的性能。在本文中,我们提出一种创新的、强有力的、不受监督的视频异常探测方法,方法是以适当的设计进行框架预测,更符合监视视频的特征。拟议方法配备了多路径的CONUGRU框架预测网络,能够更好地处理语义信息对象和不同尺度的区域,并在正常视频中捕捉到空间时空依赖性。在培训中引入了噪音容忍损失,以减轻背景噪音造成的干扰。在CUHK大道、上海科技校园和UCSDPedestrian数据集进行了广泛的实验,结果显示,我们拟议的方法超出了现有的最新方法。值得注意的是,我们拟议的方法在正常视频中获得了88.3%的AUROC分数。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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