Anomaly detection aims at identifying data points that show systematic deviations from the majority of data in an unlabeled dataset. A common assumption is that clean training data (free of anomalies) is available, which is often violated in practice. We propose a strategy for training an anomaly detector in the presence of unlabeled anomalies that is compatible with a broad class of models. The idea is to jointly infer binary labels to each datum (normal vs. anomalous) while updating the model parameters. Inspired by outlier exposure (Hendrycks et al., 2018) that considers synthetically created, labeled anomalies, we thereby use a combination of two losses that share parameters: one for the normal and one for the anomalous data. We then iteratively proceed with block coordinate updates on the parameters and the most likely (latent) labels. Our experiments with several backbone models on three image datasets, 30 tabular data sets, and a video anomaly detection benchmark showed consistent and significant improvements over the baselines.


翻译:一种常见的假设是,可以提供清洁的培训数据(没有异常现象),而这种数据在实践中经常被违反。我们提议了一项战略,在出现与广泛模型类别相容的未标记异常现象的情况下,培训异常现象探测器。我们的想法是,在更新模型参数的同时,对每个数据库(正常与异常)联合推导二元标签。受外部接触(Hendrycks等人,2018年)的启发,这种接触认为是合成生成的,有标签的异常现象,因此我们采用两种损失的组合,即正常和异常数据。然后,我们反复地对参数和最可能(延迟)的标签进行区块协调更新。我们在三个图像数据集、30套表格数据集和视频异常检测基准上与几个主模型的实验显示,基准一致和显著改进。

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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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