17 天前

GeneralAD:通过关注扭曲特征实现跨域异常检测

Luc P.J. Sträter, Mohammadreza Salehi, Efstratios Gavves, Cees G. M. Snoek, Yuki M. Asano
GeneralAD:通过关注扭曲特征实现跨域异常检测
摘要

在异常检测领域,现有方法通常在高层语义或低层工业基准测试中表现优异,却极少能在跨领域场景下均取得良好性能。语义异常指与训练集语义不同的新颖对象,例如自动驾驶汽车中未见过的物体;而工业异常则表现为保留原有语义的细微缺陷,如飞机部件上的裂纹。本文提出 GeneralAD,一种面向语义、近分布(near-distribution)及工业场景的异常检测框架,仅需极少的任务特定调整即可在多种场景下有效运行。在方法设计上,我们充分利用视觉Transformer(Vision Transformer)固有的图像块(patch)结构特性——其在图像块上进行训练,使得最后一层隐藏状态天然保留了块级结构。我们进一步提出一种新颖的自监督异常生成模块,通过简单的操作(如添加噪声、打乱图像块特征)对特征块进行扰动,从而构建伪异常样本。这些样本被输入基于注意力机制的判别器,该判别器被训练以对图像中每个块进行异常评分。由此,我们的方法不仅能实现高精度的图像级异常检测,还能生成具有可解释性的异常定位图。我们在十个数据集上对所提方法进行了全面评估,结果表明:在六项任务中达到当前最优性能,在其余四项任务中表现与现有方法相当,无论在异常定位还是异常检测任务上均展现出卓越的泛化能力。