Multivariate time series (MTS) data collected from multiple sensors provide the potential for accurate abnormal activity detection in smart healthcare scenarios. However, anomalies exhibit diverse patterns and become unnoticeable in MTS data. Consequently, achieving accurate anomaly detection is challenging since we have to capture both temporal dependencies of time series and inter-relationships among variables. To address this problem, we propose a Residual-based Anomaly Detection approach, Rs-AD, for effective representation learning and abnormal activity detection. We evaluate our scheme on a real-world gait dataset and the experimental results demonstrate an F1 score of 0.839.


翻译:从多个传感器采集的多变量时间序列(MTS)数据为智能医疗场景中精准的异常活动检测提供了可能。然而,异常现象在MTS数据中呈现出多样化的模式且难以察觉。因此,实现准确的异常检测具有挑战性,因为我们既要捕捉时间序列的时序依赖性,又要捕捉变量间的相互关系。为解决该问题,我们提出了一种基于残差的异常检测方法Rs-AD,用于有效的表示学习与异常活动检测。我们在真实世界的步态数据集上评估了该方案,实验结果表明其F1分数达到0.839。

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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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