Visual anomaly detection plays a crucial role in not only manufacturing inspection to find defects of products during manufacturing processes, but also maintenance inspection to keep equipment in optimum working condition particularly outdoors. Due to the scarcity of the defective samples, unsupervised anomaly detection has attracted great attention in recent years. However, existing datasets for unsupervised anomaly detection are biased towards manufacturing inspection, not considering maintenance inspection which is usually conducted under outdoor uncontrolled environment such as varying camera viewpoints, messy background and degradation of object surface after long-term working. We focus on outdoor maintenance inspection and contribute a comprehensive Maintenance Inspection Anomaly Detection (MIAD) dataset which contains more than 100K high-resolution color images in various outdoor industrial scenarios. This dataset is generated by a 3D graphics software and covers both surface and logical anomalies with pixel-precise ground truth. Extensive evaluations of representative algorithms for unsupervised anomaly detection are conducted, and we expect MIAD and corresponding experimental results can inspire research community in outdoor unsupervised anomaly detection tasks. Worthwhile and related future work can be spawned from our new dataset.


翻译:视觉异常检测不仅在制造检查以发现制造过程中的产品缺陷方面发挥着至关重要的作用,而且在维护检查以保持设备处于最佳工作状态方面发挥着至关重要的作用,特别是在户外。由于缺少有缺陷的样本,近年来未受到监督的异常检测引起了极大关注。然而,现有的未经监督的异常检测数据集偏向于制造检查,而没有考虑通常在室外不受控制的环境中进行的维护检查,例如不同的相机视角、混乱的背景以及长期工作后物体表面的退化。我们侧重于室外维护检查,并促成一个全面的维护检查异常检测数据集,其中包含各种户外工业情景中100多公里高分辨率的彩色图像。这一数据集是由3D图形软件生成的,涵盖表面和逻辑异常,并带有像素预设地面真相。对未经监督的异常检测的代表性算法进行了广泛的评价,我们预计MIAD和相应的实验结果能够激励室外不受监督的异常检测任务的研究界。值得称道和相关的未来工作可以从我们的新数据集中产出。

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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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