Universal anomaly detection still remains a challenging prob- lem in machine learning and medical image analysis. It is possible to learn an expected distribution from a single class of normative samples, e.g., through epistemic uncertainty estimates, auto-encoding models, or from synthetic anomalies in a self-supervised way. The performance of self-supervised anomaly detection approaches is still inferior compared to methods that use examples from known unknown classes to shape the decision boundary. However, outlier exposure methods often do not identify unknown unknowns. Here we discuss an improved self-supervised single-class training strategy that supports the approximation of proba- bilistic inference with loosen feature locality constraints. We show that up-scaling of gradients with histogram-equalised images is beneficial for recently proposed self-supervision tasks. Our method is integrated into several out-of-distribution (OOD) detection models and we show evi- dence that our method outperforms the state-of-the-art on various bench- mark datasets. Source code will be publicly available by the time of the conference.


翻译:普适异常检测仍然是机器学习和医学图像分析中的一个具有挑战性的问题。可以从一类正常样本中学习预期分布,例如通过认知不确定性估计、自编码模型或从自监督的方式中合成异常。自监督异常检测方法的性能仍然不如使用已知未知类别的示例来形成决策边界的方法。然而,异常暴露方法往往不能识别未知的未知。在此我们讨论了一种改进的自监督单类别训练策略,它支持宽松特征局部性约束下的概率推理近似。我们展示了使用直方均衡化图像缩放梯度对最近提出的自监督任务有益。我们的方法整合到了几种越界检测模型中,并且我们展示了我们的方法在各种基准数据集上优于现有技术的证据。在会议之前,我们将公开可用源代码。

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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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