Visual surface anomaly detection aims to detect local image regions that significantly deviate from normal appearance. Recent surface anomaly detection methods rely on generative models to accurately reconstruct the normal areas and to fail on anomalies. These methods are trained only on anomaly-free images, and often require hand-crafted post-processing steps to localize the anomalies, which prohibits optimizing the feature extraction for maximal detection capability. In addition to reconstructive approach, we cast surface anomaly detection primarily as a discriminative problem and propose a discriminatively trained reconstruction anomaly embedding model (DRAEM). The proposed method learns a joint representation of an anomalous image and its anomaly-free reconstruction, while simultaneously learning a decision boundary between normal and anomalous examples. The method enables direct anomaly localization without the need for additional complicated post-processing of the network output and can be trained using simple and general anomaly simulations. On the challenging MVTec anomaly detection dataset, DRAEM outperforms the current state-of-the-art unsupervised methods by a large margin and even delivers detection performance close to the fully-supervised methods on the widely used DAGM surface-defect detection dataset, while substantially outperforming them in localization accuracy.


翻译:视觉表面异常现象的探测旨在探测明显偏离正常外观的当地图像区域。最近表面异常现象的检测方法依靠基因模型来精确地重建正常区域,并导致异常情况失效。这些方法仅就无异常图像进行培训,往往需要手工制作的处理后步骤来将异常情况本地化,禁止优化地貌提取,以达到最大程度的检测能力。除了重建方法外,我们将表面异常检测主要作为一个歧视问题,并提议一个经过有区别地训练的重建异常情况嵌入模型(DRAEM )。拟议方法学习异常情况图像及其无异常情况重建的联合表现,同时学习正常和异常情况实例之间的决定界限。这种方法使得直接出现异常现象的地方化,无需对网络输出进行额外的复杂处理,并且可以使用简单和一般的异常模拟来进行培训。关于MVTec异常现象检测数据集,DRAEM以大范围边缘值取代目前状态的未受监测的不监测方法,甚至提供接近广泛使用的DGMGM的地面检测数据精确性。

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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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