In this paper, we introduce the novel state-of-the-art Dual-attention Transformer and Discriminative Flow (DADF) framework for visual anomaly detection. Based on only normal knowledge, visual anomaly detection has wide applications in industrial scenarios and has attracted significant attention. However, most existing methods fail to meet the requirements. In contrast, the proposed DTDF presents a new paradigm: it firstly leverages a pre-trained network to acquire multi-scale prior embeddings, followed by the development of a vision Transformer with dual attention mechanisms, namely self-attention and memorial-attention, to achieve two-level reconstruction for prior embeddings with the sequential and normality association. Additionally, we propose using normalizing flow to establish discriminative likelihood for the joint distribution of prior and reconstructions at each scale. The DADF achieves 98.3/98.4 of image/pixel AUROC on Mvtec AD; 83.7 of image AUROC and 67.4 of pixel sPRO on Mvtec LOCO AD benchmarks, demonstrating the effectiveness of our proposed approach.


翻译:本文提出了一种新颖且达到最优性能的双注意力Transformer与判别流(DADF)框架,用于视觉异常检测。由于仅需依赖正常样本知识,视觉异常检测在工业场景中具有广泛应用并受到广泛关注。然而,现有方法大多难以满足实际需求。相比之下,本文提出的DTDF框架开创了一种新范式:首先利用预训练网络获取多尺度先验嵌入,进而构建具有双注意力机制(即自注意力和记忆注意力)的视觉Transformer,通过序列关联与正常性关联实现对先验嵌入的两级重建。此外,我们提出利用归一化流(Normalizing Flow)为每个尺度的先验与重建联合分布建立判别似然。在Mvtec AD基准上,DADF方法取得了图像级/像素级AUROC分别为98.3/98.4的性能;在Mvtec LOCO AD基准上,其图像级AUROC达83.7,像素级sPRO达67.4,充分验证了所提方法的有效性。

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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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