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vor 4 Monaten

Lokal variierende Distanztransformation für unsupervised visuelle Anomalieerkennung

{Siying Liu Zhonghang Liu Wen-Yan Lin}

Lokal variierende Distanztransformation für unsupervised visuelle Anomalieerkennung

Abstract

Die unsupervised Anomalieerkennung auf Bilddaten ist bekanntermaßen instabil. Wir vermuten, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass viele klassische Anomalieerkennungsmethoden implizit davon ausgehen, dass die Daten niederdimensional sind. Tatsächlich sind Bilddaten jedoch stets hochdimensional. Obwohl Bilder in einen niederdimensionalen Embeddingraum projiziert werden können, beruhen solche Projektionen auf globalen Transformationen, die geringfügige Variationen abschneiden. Da Anomalien selten sind, fehlen im endgültigen Embedding oft die entscheidenden Variationen, die erforderlich wären, um Anomalien von normalen Instanzen zu unterscheiden. In diesem Artikel wird ein neuer Embedding-Ansatz vorgestellt, der auf einer Menge lokal variierender Datenprojektionen basiert, wobei jede Projektion dafür verantwortlich ist, die Variationen zu bewahren, die eine lokale Instanzencluster von allen anderen Instanzen unterscheiden. Der lokal variierende Embedding gewährleistet, dass die Variationen, die Anomalien von normalen Instanzen unterscheiden, erhalten bleiben, und ermöglicht gleichzeitig die statistische Schätzung der Wahrscheinlichkeit, dass eine Instanz zu einem bestimmten Cluster gehört, basierend auf der eindimensionalen, lokalen Projektion, die diesem Cluster zugeordnet ist. Durch statistische Aggregation der Cluster-Zugehörigkeitswahrscheinlichkeiten einer Instanz entsteht eine globale Maßzahl für deren Affinität zum Datensatz, wodurch Anomalien als Instanzen mit überraschend niedrigen Affinitätswerten hervortreten.

Benchmarks

BenchmarkMethodikMetriken
unsupervised-anomaly-detection-on-mnist-1LVAD
AUROC: 0.937
unsupervised-anomaly-detection-on-stl-10LVAD
AUC-ROC: 0.996
unsupervised-anomaly-detection-with-specifiedLVAD
AUC-ROC: 0.977
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-1LVAD
AUC-ROC: 0.780
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-10LVAD
AUC-ROC: 0.974
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-11LVAD
AUC-ROC: 0.896
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-12LVAD
AUC-ROC: 0.981
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-13LVAD
AUC-ROC: 0.923
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-14LVAD
AUC-ROC: 0.884
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-15LVAD
AUC-ROC: 0.993
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-16LVAD
AUC-ROC: 0.940
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-17LVAD
AUC-ROC: 0.948
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-18LVAD
AUC-ROC: 0.909
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-19LVAD
AUC-ROC: 0.978
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-20LVAD
AUC-ROC: 0.979
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-21LVAD
AUC-ROC: 0.903
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-22LVAD
AUC-ROC: 0.938
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-23LVAD
AUC-ROC: 0.904
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-24LVAD
AUC-ROC: 0.851
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-25LVAD
AUC-ROC: 0.868
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-26LVAD
AUC-ROC: 0.927
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-27LVAD
AUC-ROC: 0.899
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-5LVAD
AUC-ROC: 0.983
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-6LVAD
AUC-ROC: 0.854
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-7LVAD
AUC-ROC: 0.816
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-8LVAD
AUC-ROC: 0.998
unsupervised-anomaly-detection-with-specified-9LVAD
AUC-ROC: 0.930

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