Anomaly detection is a challenging task and usually formulated as an one-class learning problem for the unexpectedness of anomalies. This paper proposes a simple yet powerful approach to this issue, which is implemented in the student-teacher framework for its advantages but substantially extends it in terms of both accuracy and efficiency. Given a strong model pre-trained on image classification as the teacher, we distill the knowledge into a single student network with the identical architecture to learn the distribution of anomaly-free images and this one-step transfer preserves the crucial clues as much as possible. Moreover, we integrate the multi-scale feature matching strategy into the framework, and this hierarchical feature matching enables the student network to receive a mixture of multi-level knowledge from the feature pyramid under better supervision, thus allowing to detect anomalies of various sizes. The difference between feature pyramids generated by the two networks serves as a scoring function indicating the probability of anomaly occurring. Due to such operations, our approach achieves accurate and fast pixel-level anomaly detection. Very competitive results are delivered on the MVTec anomaly detection dataset, superior to the state of the art ones.


翻译:异常探测是一项具有挑战性的任务,通常被设计成针对异常现象出乎意料的单级学习问题。 本文建议对这个问题采取简单而有力的方法,在学生-教师框架内实施,以利其优点,但从准确性和效率两方面大大扩展。 由于在作为教师的图像分类方面经过了很强的先期培训模型,我们将知识注入单一学生网络,其结构相同,可以学习无异常图像的分布,而这一一步传输尽可能保存关键线索。 此外,我们将多尺度特征匹配战略纳入框架,而这种分级匹配使学生网络能够在更好的监督下从特征金字塔获得多层次知识的混合,从而能够发现不同大小的异常现象。 这两个网络产生的特征金字塔之间的差别是一种分数函数,表明发生异常的可能性。由于这种操作,我们的方法实现了准确和快速的像素级异常检测。 在MVTec异常检测数据集上取得了非常有竞争力的结果,高于艺术状态。

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