Current unsupervised anomaly detection and pixel-wise anomaly localisation systems are commonly formulated as one-class classifiers that depend on an effective estimation of the distribution of normal images and robust criteria to identify anomalies. However, the distribution of normal images estimated by current systems tends to be unstable for classes of normal images that are under-represented in the training set, and the anomaly identification criteria commonly explored in the field does not work well for multi-scale structural and non-structural anomalies. In this paper, we introduce a new unsupervised anomaly detection and localisation method designed to address these two issues. More specifically, we introduce a normal image distribution estimation method that is robust to under-represented classes of normal images -- this method is based on adversarially interpolated descriptors from training images and a Gaussian classifier. We also propose a new anomaly identification criterion that can accurately detect and localise multi-scale structural and non-structural anomalies. In extensive experiments on MNIST, Fashion MNIST, CIFAR10, MVTec AD and two medical datasets, our approach shows better results than the current state of the art in the standard experimental setup for unsupervised anomaly detection and localisation. Code is available at https://github.com/tianyu0207/IGD.


翻译:目前未经监督的异常探测和像素误差本地化系统通常作为单级分类系统来设计,这种分类方法取决于对正常图像分布的有效估计和确定异常现象的可靠标准,然而,目前系统估计的正常图像的正常图像分布对于在培训组中代表性不足的正常图像类别而言往往不稳定,而通常在实地探索的异常识别标准对于多级结构和非结构性异常现象并不起作用。在本文中,我们引入了一种新的未经监督的异常探测和本地化方法,旨在解决这两个问题。更具体地说,我们采用了一种正常的图像分布估计方法,该方法对代表性不足的正常图像类别具有很强性 -- -- 这种方法所依据的是来自培训图像和高斯分级分类者的对立式插图解码。我们还提出了一个新的异常识别标准,能够准确检测和本地化多级结构和非结构性异常现象。在对MNIST、FAshion MNIST、CIF10、MVTecAD和两个医疗数据集进行的广泛实验中,我们的方法显示比目前用于SUIGM/IG系统标准设置的当地状态更好的检测结果。

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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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