Anomaly detection of multivariate time series is meaningful for system behavior monitoring. This paper proposes an anomaly detection method based on unsupervised Short- and Long-term Mask Representation learning (SLMR). The main idea is to extract short-term local dependency patterns and long-term global trend patterns of the multivariate time series by using multi-scale residual dilated convolution and Gated Recurrent Unit(GRU) respectively. Furthermore, our approach can comprehend temporal contexts and feature correlations by combining spatial-temporal masked self-supervised representation learning and sequence split. It considers the importance of features is different, and we introduce the attention mechanism to adjust the contribution of each feature. Finally, a forecasting-based model and a reconstruction-based model are integrated to focus on single timestamp prediction and latent representation of time series. Experiments show that the performance of our method outperforms other state-of-the-art models on three real-world datasets. Further analysis shows that our method is good at interpretability.


翻译:多变时间序列的异常探测对于系统行为监测是有意义的。本文件提出一种基于不受监督的短期和长期面具代表学习(SLR)的异常探测方法。主要想法是分别使用多尺度剩余变异和Gelated 经常单元(GRU)来提取多变时间序列的短期当地依赖模式和长期全球趋势模式。此外,我们的方法可以通过将空间时装蒙面自我监督的演示学习和顺序分离结合起来来理解时间背景和特征相关关系。它考虑到特征的重要性不同,我们引入关注机制来调整每个特征的贡献。最后,一个基于预测的模型和基于重建的模式被整合到单一的时间序列的预测和潜在代表上。实验表明,我们方法的性能优于三个真实世界数据集上的其他最先进的模型。进一步的分析表明,我们的方法在可解释性方面是好的。

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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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