Anomaly detection, the task of identifying unusual samples in data, often relies on a large set of training samples. In this work, we consider the setting of few-shot anomaly detection in images, where only a few images are given at training. We devise a hierarchical generative model that captures the multi-scale patch distribution of each training image. We further enhance the representation of our model by using image transformations and optimize scale-specific patch-discriminators to distinguish between real and fake patches of the image, as well as between different transformations applied to those patches. The anomaly score is obtained by aggregating the patch-based votes of the correct transformation across scales and image regions. We demonstrate the superiority of our method on both the one-shot and few-shot settings, on the datasets of Paris, CIFAR10, MNIST and FashionMNIST as well as in the setting of defect detection on MVTec. In all cases, our method outperforms the recent baseline methods.


翻译:异常检测是查明数据中异常样本的任务,通常依靠大量培训样本。在这项工作中,我们考虑在图像中设置几发异常检测,在培训中只提供几张图像。我们设计了一个等级分解模型,捕捉每张培训图像的多尺度补丁分布。我们通过图像转换和优化特定比例的补丁分来进一步体现我们的模型,以区分图像的真实和假补丁,以及这些补丁的不同变异。通过对各尺度和图像区域正确变异的补丁票进行汇总,取得了异常分数。我们展示了我们方法的优势,既表现在一发和几发环境中,表现在巴黎、CIFAR10、MNIST和FashionMNIST的数据集上,也表现在MVTec上的缺陷检测中。在所有情况下,我们的方法都超越了最近的基线方法。

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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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