Univariate time series (UTS), where each timestamp records a single variable, serve as crucial indicators in web systems and cloud servers. Anomaly detection in UTS plays an essential role in both data mining and system reliability management. However, existing reconstruction-based and prediction-based methods struggle to capture certain subtle anomalies, particularly small point anomalies and slowly rising anomalies. To address these challenges, we propose a novel prediction-based framework named Contextual and Seasonal LSTMs (CS-LSTMs). CS-LSTMs are built upon a noise decomposition strategy and jointly leverage contextual dependencies and seasonal patterns, thereby strengthening the detection of subtle anomalies. By integrating both time-domain and frequency-domain representations, CS-LSTMs achieve more accurate modeling of periodic trends and anomaly localization. Extensive evaluations on public benchmark datasets demonstrate that CS-LSTMs consistently outperform state-of-the-art methods, highlighting their effectiveness and practical value in robust time series anomaly detection.


翻译:单变量时间序列(UTS)作为网络系统与云服务器的关键指标,其每个时间戳仅记录单一变量。UTS异常检测在数据挖掘与系统可靠性管理中具有重要作用。然而,现有基于重构与基于预测的方法难以捕捉特定细微异常,尤其是微小点异常与缓升型异常。为解决这些挑战,本文提出一种名为"上下文与季节性LSTM"(CS-LSTM)的新型预测框架。该框架基于噪声分解策略,联合利用上下文依赖性与季节性模式,从而增强对细微异常的检测能力。通过融合时域与频域表征,CS-LSTM实现了对周期性趋势与异常定位的更精确建模。在公开基准数据集上的大量实验表明,CS-LSTM持续优于现有先进方法,凸显了其在鲁棒时间序列异常检测中的有效性与实用价值。

0
下载
关闭预览

相关内容

长短期记忆网络(LSTM)是一种用于深度学习领域的人工回归神经网络(RNN)结构。与标准的前馈神经网络不同,LSTM具有反馈连接。它不仅可以处理单个数据点(如图像),还可以处理整个数据序列(如语音或视频)。例如,LSTM适用于未分段、连接的手写识别、语音识别、网络流量或IDSs(入侵检测系统)中的异常检测等任务。
【KDD2024】CAFO:基于特征的时间序列分类解释
专知会员服务
25+阅读 · 2024年6月5日
《基于高斯混合流和入包的异常检测》2023最新57页论文
专知会员服务
28+阅读 · 2023年5月15日
深度学习在时间序列异常检测中的应用综述
专知会员服务
110+阅读 · 2022年11月11日
索邦大学121页博士论文《时间序列中的无监督异常检测》
专知会员服务
103+阅读 · 2022年7月25日
基于图注意力机制和Transformer的异常检测
专知会员服务
62+阅读 · 2022年5月16日
专知会员服务
237+阅读 · 2020年12月15日
异常检测(Anomaly Detection)综述
极市平台
20+阅读 · 2020年10月24日
异常检测论文大列表:方法、应用、综述
专知
126+阅读 · 2019年7月15日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
14+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关资讯
异常检测(Anomaly Detection)综述
极市平台
20+阅读 · 2020年10月24日
异常检测论文大列表:方法、应用、综述
专知
126+阅读 · 2019年7月15日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6日
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
14+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员