We introduce a Self-supervised Contrastive Representation Learning Approach for Time Series Anomaly Detection (CARLA), an innovative end-to-end self-supervised framework carefully developed to identify anomalous patterns in both univariate and multivariate time series data. By taking advantage of contrastive representation learning, We introduce an innovative end-to-end self-supervised deep learning framework carefully developed to identify anomalous patterns in both univariate and multivariate time series data. By taking advantage of contrastive representation learning, CARLA effectively generates robust representations for time series windows. It achieves this by 1) learning similar representations for temporally close windows and dissimilar representations for windows and their equivalent anomalous windows and 2) employing a self-supervised approach to classify normal/anomalous representations of windows based on their nearest/furthest neighbours in the representation space. Most of the existing models focus on learning normal behaviour. The normal boundary is often tightly defined, which can result in slight deviations being classified as anomalies, resulting in a high false positive rate and limited ability to generalise normal patterns. CARLA's contrastive learning methodology promotes the production of highly consistent and discriminative predictions, thereby empowering us to adeptly address the inherent challenges associated with anomaly detection in time series data. Through extensive experimentation on 7 standard real-world time series anomaly detection benchmark datasets, CARLA demonstrates F1 and AU-PR superior to existing state-of-the-art results. Our research highlights the immense potential of contrastive representation learning in advancing the field of time series anomaly detection, thus paving the way for novel applications and in-depth exploration in this domain.


翻译:我们提出一种面向时间序列异常检测的自监督对比表示学习方法(CARLA),这是一个精心设计的创新端到端自监督框架,用于识别单变量和多变量时间序列数据中的异常模式。通过利用对比表示学习,CARLA能够有效生成时间序列窗口的鲁棒表示。其实现方式包括:1)学习时间相近窗口的相似表示,以及窗口与其等价异常窗口的相异表示;2)采用自监督方法,基于表示空间中最近/最远邻域分类窗口的正常/异常表示。现有模型大多聚焦于学习正常行为,其正常边界定义通常较为严格,导致微小偏差即被归类为异常,从而引发高误报率且泛化正常模式的能力有限。CARLA的对比学习方法促进了高度一致且具判别性的预测生成,使我们能够灵活应对时间序列异常检测的内在挑战。在7个标准真实世界时间序列异常检测基准数据集上的广泛实验表明,CARLA在F1分数和AU-PR指标上均优于现有最优结果。本研究凸显了对比表示学习在推动时间序列异常检测领域发展中的巨大潜力,为该领域的新应用与深度探索铺平了道路。

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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
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
1+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
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
Arxiv
11+阅读 · 2019年6月19日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关VIP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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
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
1+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员