Anomaly detection (AD) aims to identify defective images and localize their defects (if any). Ideally, AD models should be able to detect defects over many image classes; without relying on hard-coded class names that can be uninformative or inconsistent across datasets; learn without anomaly supervision; and be robust to the long-tailed distributions of real-world applications. To address these challenges, we formulate the problem of long-tailed AD by introducing several datasets with different levels of class imbalance and metrics for performance evaluation. We then propose a novel method, LTAD, to detect defects from multiple and long-tailed classes, without relying on dataset class names. LTAD combines AD by reconstruction and semantic AD modules. AD by reconstruction is implemented with a transformer-based reconstruction module. Semantic AD is implemented with a binary classifier, which relies on learned pseudo class names and a pretrained foundation model. These modules are learned over two phases. Phase 1 learns the pseudo-class names and a variational autoencoder (VAE) for feature synthesis that augments the training data to combat long-tails. Phase 2 then learns the parameters of the reconstruction and classification modules of LTAD. Extensive experiments using the proposed long-tailed datasets show that LTAD substantially outperforms the state-of-the-art methods for most forms of dataset imbalance. The long-tailed dataset split is available at https://zenodo.org/records/10854201 .


翻译:异常检测(AD)旨在识别缺陷图像并定位其缺陷(若存在)。理想的异常检测模型应具备以下能力:在无需依赖硬编码类别名称(此类名称可能缺乏信息量或跨数据集不一致)的情况下,可检测多类图像中的缺陷;无需异常监督即可学习;并对实际应用中的长尾分布具有鲁棒性。为解决上述难题,我们通过引入多个具有不同类别不平衡程度的数据集及性能评估指标,系统定义了长尾异常检测问题。进而提出新型方法LTAD,在不依赖数据集类别名称的前提下,实现对多类长尾分布数据的缺陷检测。LTAD融合了基于重构的异常检测与语义异常检测模块:前者通过基于Transformer的重构模块实现,后者则借助学习得到的伪类别名称及预训练基础模型构建二元分类器。这两个模块分两阶段学习:第一阶段学习伪类别名称并训练变分自编码器(VAE)进行特征合成,通过扩充训练数据应对长尾问题;第二阶段学习LTAD重构模块与分类模块的参数。在本文提出的长尾数据集上进行的广泛实验表明,LTAD在绝大多数数据集不平衡场景下显著优于现有最优方法。长尾数据集划分可在https://zenodo.org/records/10854201获取。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月23日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
0+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员