Anomaly detection and localization of visual data, including images and videos, are of great significance in both machine learning academia and applied real-world scenarios. Despite the rapid development of visual anomaly detection techniques in recent years, the interpretations of these black-box models and reasonable explanations of why anomalies can be distinguished out are scarce. This paper provides the first survey concentrated on explainable visual anomaly detection methods. We first introduce the basic background of image-level anomaly detection and video-level anomaly detection, followed by the current explainable approaches for visual anomaly detection. Then, as the main content of this survey, a comprehensive and exhaustive literature review of explainable anomaly detection methods for both images and videos is presented. Finally, we discuss several promising future directions and open problems to explore on the explainability of visual anomaly detection.


翻译:尽管近年来视觉异常探测技术的迅速发展,但对这些黑盒模型的解释和对异常现象可加以区分的合理解释仍然很少。本文提供了第一次调查,重点是可解释的视觉异常现象探测方法。我们首先介绍图像级别异常现象探测和视频级别异常现象探测的基本背景,然后介绍目前可解释的视觉异常现象探测方法。随后,作为这次调查的主要内容,对图像和视频可解释的异常现象探测方法进行了全面和详尽的文献审查。最后,我们讨论了一些有希望的未来方向和公开的问题,以探讨视觉异常现象探测的可解释性。

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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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