Recently, graph anomaly detection has attracted increasing attention in data mining and machine learning communities. Apart from existing attribute anomalies, graph anomaly detection also captures suspicious topological-abnormal nodes that differ from the major counterparts. Although massive graph-based detection approaches have been proposed, most of them focus on node-level comparison while pay insufficient attention on the surrounding topology structures. Nodes with more dissimilar neighborhood substructures have more suspicious to be abnormal. To enhance the local substructure detection ability, we propose a novel Graph Anomaly Detection framework via Multi-scale Substructure Learning (GADMSL for abbreviation). Unlike previous algorithms, we manage to capture anomalous substructures where the inner similarities are relatively low in dense-connected regions. Specifically, we adopt a region proposal module to find high-density substructures in the network as suspicious regions. Their inner-node embedding similarities indicate the anomaly degree of the detected substructures. Generally, a lower degree of embedding similarities means a higher probability that the substructure contains topology anomalies. To distill better embeddings of node attributes, we further introduce a graph contrastive learning scheme, which observes attribute anomalies in the meantime. In this way, GADMSL can detect both topology and attribute anomalies. Ultimately, extensive experiments on benchmark datasets show that GADMSL greatly improves detection performance (up to 7.30% AUC and 17.46% AUPRC gains) compared to state-of-the-art attributed networks anomaly detection algorithms.


翻译:最近,图形异常探测在数据挖掘和机器学习社区引起了越来越多的关注。除了现有的属性异常外,图形异常探测还捕捉了与主要对应方不同的可疑的表层异常节点。虽然提出了大规模基于图形的检测方法,但大多数侧重于节点比较,而对周围的地形结构关注不够。更相异的相邻亚结构的节点更令人怀疑异常。为了提高本地亚结构的检测能力,我们提议了一个通过多级子结构学习(GADMSL用于缩写)来显示异常检测框架。与以往的算法不同,我们设法捕捉了在密闭地区内部相似程度相对较低的异常现象节点子节点。具体地说,我们采用了一个区域建议模块来发现网络中的高密度子结构,而没有足够关注周围结构的异常程度。一般而言,嵌入的相似程度意味着子结构含有更高程度的异常特征。为了更好地嵌入点属性,我们进一步引入了一个对比对比性异常值的亚结构,我们引入了一个对比性对比性亚性模型,同时将GA30SLM的测测算结果用于最终性测算结果。

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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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