OCSVM引导的无监督异常检测表示学习方法

本文提出了一种新颖的无监督异常检测方法,通过将表示学习与可解析的单类支持向量机紧密耦合,直接对齐潜在特征与决策边界。该方法在MNIST-C基准和脑部MRI微小病变检测任务中表现出优异性能,特别擅长检测非高信号的小病变,并展现出对域偏移的鲁棒性。

OCSVM引导的无监督异常检测表示学习方法

无监督异常检测(UAD)旨在无需标注数据的情况下检测异常,这在异常样本稀少或不可得的机器学习应用中至关重要。当前最先进的方法主要分为两类:基于重构的方法(往往过度重构异常)以及与密度估计器解耦的表示学习方法(可能受限于次优特征空间)。尽管近期有些方法尝试耦合特征学习与异常检测,但它们通常依赖代理目标、限制核选择或引入近似,从而限制了表达能力和鲁棒性。

为解决这一挑战,本文提出了一种新方法,通过自定义损失公式将表示学习与可解析的单类支持向量机(OCSVM)紧密耦合,直接对齐潜在特征与OCSVM决策边界。该模型在两个任务上进行了评估:基于MNIST-C的新基准和具有挑战性的脑部MRI细微病变检测任务。与大多数专注于图像级别大范围高信号病变的方法不同,本方法成功针对小而非高信号的病变,同时评估体素级指标,解决了更临床相关的场景。两项实验均评估了对域偏移的鲁棒性,包括MNIST-C中的损坏类型以及MRI中的扫描仪/年龄变化。结果证明了所提出模型的性能和鲁棒性,突显了其在通用UAD和现实医学成像应用中的潜力。

源代码可通过此链接获取:https://github.com/xxx (链接已替换为通用格式)

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