Detecting abnormal events in video is commonly framed as a one-class classification task, where training videos contain only normal events, while test videos encompass both normal and abnormal events. In this scenario, anomaly detection is an open-set problem. However, some studies assimilate anomaly detection to action recognition. This is a closed-set scenario that fails to test the capability of systems at detecting new anomaly types. To this end, we propose UBnormal, a new supervised open-set benchmark composed of multiple virtual scenes for video anomaly detection. Unlike existing data sets, we introduce abnormal events annotated at the pixel level at training time, for the first time enabling the use of fully-supervised learning methods for abnormal event detection. To preserve the typical open-set formulation, we make sure to include disjoint sets of anomaly types in our training and test collections of videos. To our knowledge, UBnormal is the first video anomaly detection benchmark to allow a fair head-to-head comparison between one-class open-set models and supervised closed-set models, as shown in our experiments. Moreover, we provide empirical evidence showing that UBnormal can enhance the performance of a state-of-the-art anomaly detection framework on two prominent data sets, Avenue and ShanghaiTech. Our benchmark is freely available at https://github.com/lilygeorgescu/UBnormal.


翻译:视频中的异常事件检测通常被构建为一类分类任务,其中训练视频仅包含正常事件,而测试视频同时包含正常与异常事件。在此设定下,异常检测属于开放集问题。然而,部分研究将异常检测等同于动作识别,这是一种无法测试系统对新异常类型检测能力的封闭集场景。为此,我们提出UBnormal——一个由多个虚拟场景构成的新型监督式开放集基准,专用于视频异常检测。与现有数据集不同,我们在训练阶段引入了像素级标注的异常事件,首次实现了全监督学习方法在异常事件检测中的应用。为保留典型的开放集框架,我们确保训练集与测试集视频中包含互斥的异常事件类型集合。据我们所知,UBnormal是首个允许同类开放集模型与监督式封闭集模型进行公平直接比较的视频异常检测基准——实验已证实这一点。此外,我们通过实证表明,UBnormal能提升一个先进异常检测框架在两个主流数据集(Avenue和ShanghaiTech)上的性能。本基准于https://github.com/lilygeorgescu/UBnormal 免费提供。

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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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