基于近似存在性查询的高效图像异常检测方法

伍凌川, 史慧芳, 邱枫, 石义官

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电子科技大学学报 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (03) : 424-430.

基于近似存在性查询的高效图像异常检测方法

  • 伍凌川, 史慧芳, 邱枫, 石义官
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摘要

对于图像异常检测问题,查询测试样本在正常样本集中的K近邻距离并估计其异常程度,是一类准确率较高、对复杂分布的效果较稳定的方法。此类方法采用近似最近邻搜索(Approximate Nearest Neighbour Search, ANNS)索引进行K近邻搜索。但由于ANNS查询操作较高的计算开销和现实问题中庞大的数据量,此类方法的计算效率难以应对低时延、高吞吐量的应用场景。该文基于局部敏感哈希和布隆过滤器,提出了一种近似存在性查询(Approximate Membership Query,AMQ)方法,用特征近似存在性预测异常样本。相比于ANNS,AMQ具有更低的计算复杂度且更适合单指令多数据并行,可以有效解决基于特征库检索方法的计算性能瓶颈。在MVTec-AD数据集上的实验结果显示,基于AMQ的方法的异常分割准确率仅比ANNS方法降低1%左右,但推理时延、吞吐量和内存开销显著较优,接近端到端深度学习异常检测模型的计算效率。

关键词

异常检测 / 无监督学习 / 近似存在性查询 / 布隆过滤器 / 局部敏感哈希

中图分类号

TP391.41

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伍凌川, 史慧芳, 邱枫, 石义官. 基于近似存在性查询的高效图像异常检测方法. 电子科技大学学报. 2024, 53(03): 424-430

基金

国防基础科研项目(JCKY2022209A002); 国家自然科学基金重点项目(T2293771)

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