Deep generative models are challenging the classical methods in the field of anomaly detection nowadays. Every new method provides evidence of outperforming its predecessors, often with contradictory results. The objective of this comparison is twofold: to compare anomaly detection methods of various paradigms with focus on deep generative models, and identification of sources of variability that can yield different results. The methods were compared on popular tabular and image datasets. We identified the main sources of variability to be experimental conditions: i) the type data set (tabular or image) and the nature of anomalies (statistical or semantic), and ii) strategy of selection of hyperparameters, especially the number of available anomalies in the validation set. Different methods perform the best in different contexts, i.e. combination of experimental conditions together with computational time. This explains the variability of the previous results and highlights the importance of careful specification of the context in the publication of a new method. All our code and results are available for download.


翻译:深度基因模型正在挑战当前异常现象探测领域的典型方法。 每一种新方法都提供了其前身表现优于以往方法的证据,往往结果相互矛盾。 比较的目的是双重的:比较各种范式的异常检测方法,重点是深层基因模型,并查明可产生不同结果的变异源。 方法在流行的表格和图像数据集中进行了比较。 我们确定的主要变异源是实验性条件: (一) 类型数据集(表或图像)和异常的性质(统计或语义学),以及 (二) 选择超参数的战略,特别是验证集中现有异常数。 不同方法在不同情况下表现最佳, 即实验条件与计算时间相结合。 这解释了以往结果的变异性,并强调了在公布新方法时谨慎地说明背景的重要性。 我们的所有代码和结果都可供下载。

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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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