Data augmentation methods are commonly integrated into the training of anomaly detection models. Previous approaches have primarily focused on replicating real-world anomalies or enhancing diversity, without considering that the standard of anomaly varies across different classes, potentially leading to a biased training distribution.This paper analyzes crucial traits of simulated anomalies that contribute to the training of reconstructive networks and condenses them into several methods, thus creating a comprehensive framework by selectively utilizing appropriate combinations.Furthermore, we integrate this framework with a reconstruction-based approach and concurrently propose a split training strategy that alleviates the issue of overfitting while avoiding introducing interference to the reconstruction process. The evaluations conducted on the MVTec anomaly detection dataset demonstrate that our method outperforms the previous state-of-the-art approach, particularly in terms of object classes.To evaluate generalizability, we generate a simulated dataset comprising anomalies with diverse characteristics since the original test samples only include specific types of anomalies and may lead to biased evaluations. Experimental results demonstrate that our approach exhibits promising potential for generalizing effectively to various unforeseen anomalies encountered in real-world scenarios.


翻译:数据增强方法常被集成至异常检测模型的训练中。以往方法主要聚焦于复制真实异常或增强多样性,却未考虑不同类别间的异常标准存在差异,这可能导致训练分布出现偏差。本文分析了模拟异常中能促进重建网络训练的关键特征,并将其凝练为若干方法,通过选择性运用合适组合构建出综合框架。进一步地,我们将此框架与基于重建的方法相集成,并提出一种分段训练策略,该策略在避免干扰重建过程的同时缓解过拟合问题。在MVTec异常检测数据集上的评估表明,我们的方法在物体类别上显著优于先前的最优方法。为评估泛化能力,我们生成了一个包含多样化异常特征的模拟数据集(因原始测试样本仅包含特定类型异常,可能导致评估偏差)。实验结果表明,我们的方法在泛化至真实场景中各类未知异常方面展现出良好潜力。

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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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