We introduce a simple, yet powerful student-teacher framework for the challenging problem of unsupervised anomaly detection and pixel-precise anomaly segmentation in high-resolution images. To circumvent the need for prior data labeling, student networks are trained to regress the output of a descriptive teacher network that was pretrained on a large dataset of patches from natural images. Anomalies are detected when the student networks fail to generalize outside the manifold of anomaly-free training data, i.e., when the output of the student networks differ from that of the teacher network. Additionally, the intrinsic uncertainty in the student networks can be used as a scoring function that indicates anomalies. We compare our method to a large number of existing deep-learning-based methods for unsupervised anomaly detection. Our experiments demonstrate improvements over state-of-the-art methods on a number of real-world datasets, including the recently introduced MVTec Anomaly Detection dataset that was specifically designed to benchmark anomaly segmentation algorithms.


翻译:我们为高分辨率图像中不受监督的异常探测和像素精细分解这一具有挑战性的问题引入了一个简单、但又强大的师生框架。为避免先前数据标签的需要,学生网络接受培训,以倒退一个描述性教师网络的输出,这个网络在自然图像中的大量补丁数据集上预先培训过。当学生网络未能在无异常培训数据的方方面面之外进行普及时,即当学生网络的输出不同于教师网络时,即当学生网络的输出不同于学生网络时,就会发现异常现象。此外,学生网络的内在不确定性可以用作显示异常现象的评分功能。我们将我们的方法与大量现有的以深学习为基础的方法进行比较,以便进行不受监督的异常检测。我们的实验表明,在一些真实世界数据集方面,包括最近专门设计用来衡量异常分解算法的MV Tec 异常探测数据集,在最新方法上取得了进步。

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