尽管无监督的异常检测迅速发展，但现有的方法仍需要训练不同对象的单独模型。在这项工作中，我们介绍了完成具有统一框架的多个类别的异常检测。在如此具有挑战性的环境下，流行的重建网络可能属于“相同的快捷方式”，在这种捷径中，正常样本和异常样本都可以很好地恢复，因此无法发现异常值。为了解决这一障碍，我们取得了三个改进。首先，我们重新审视完全连接的层，卷积层以及注意力层的配方，并确认查询嵌入（即注意层内）在防止网络学习快捷键方面的重要作用。因此，我们提出了一个层的查询解码器，以帮助建模多级分布。其次，我们采用一个邻居掩盖的注意模块，以进一步避免从输入功能到重建的输出功能的信息泄漏。第三，我们提出了一种功能抖动策略，即使使用嘈杂的输入，也敦促模型恢复正确的消息。我们在MVTEC-AD和CIFAR-10数据集上评估了我们的算法，在该数据集中，我们通过足够大的利润率超过了最先进的替代方案。例如，当在MVTEC-AD中学习15个类别的统一模型时，我们在异常检测的任务（从88.1％到96.5％）和异常定位（从89.5％到96.8％）上超过了第二个竞争者。代码将公开可用。

由于缺乏异常样品，因此仅具有正常样本的先验知识的异常检测才吸引更多的注意力。现有的基于CNN的像素重建方法遇到了两个问题。首先，重建源和目标是包含无法区分的语义信息的原始像素值。其次，CNN倾向于很好地重建正常样品和异常情况，使它们仍然很难区分。在本文中，我们提出异常检测变压器（ADTR）将变压器应用于重建预训练的特征。预训练的功能包含可区分的语义信息。同样，采用变压器限制以很好地重构异常，因此一旦重建失败，就可以轻松检测到异常。此外，我们提出了新的损失函数，使我们的方法与正常样本的情况以及具有图像级和像素级标记为异常的异常情况兼容。通过添加简单的合成或外部无关异常，可以进一步提高性能。广泛的实验是在包括MVTEC-AD和CIFAR-10在内的异常检测数据集上进行的。与所有基线相比，我们的方法取得了卓越的性能。

基于可视异常检测的内存模块的重建方法试图缩小正常样品的重建误差，同时将其放大为异常样品。不幸的是，现有的内存模块不完全适用于异常检测任务，并且异常样品的重建误差仍然很小。为此，这项工作提出了一种新的无监督视觉异常检测方法，以共同学习有效的正常特征并消除不利的重建错误。具体而言，提出了一个新颖的分区内存库（PMB）模块，以有效地学习和存储具有正常样本语义完整性的详细特征。它开发了一种新的分区机制和一种独特的查询生成方法，以保留上下文信息，然后提高内存模块的学习能力。替代探索了拟议的PMB和跳过连接，以使异常样品的重建更糟。为了获得更精确的异常定位结果并解决了累积重建误差的问题，提出了一个新型的直方图误差估计模块，以通过差异图像的直方图自适应地消除了不利的误差。它可以改善异常本地化性能而不会增加成本。为了评估所提出的异常检测和定位方法的有效性，在三个广泛使用的异常检测数据集上进行了广泛的实验。与基于内存模块的最新方法相比，提出的方法的令人鼓舞的性能证明了其优越性。

Anomaly detection and localization are widely used in industrial manufacturing for its efficiency and effectiveness. Anomalies are rare and hard to collect and supervised models easily over-fit to these seen anomalies with a handful of abnormal samples, producing unsatisfactory performance. On the other hand, anomalies are typically subtle, hard to discern, and of various appearance, making it difficult to detect anomalies and let alone locate anomalous regions. To address these issues, we propose a framework called Prototypical Residual Network (PRN), which learns feature residuals of varying scales and sizes between anomalous and normal patterns to accurately reconstruct the segmentation maps of anomalous regions. PRN mainly consists of two parts: multi-scale prototypes that explicitly represent the residual features of anomalies to normal patterns; a multisize self-attention mechanism that enables variable-sized anomalous feature learning. Besides, we present a variety of anomaly generation strategies that consider both seen and unseen appearance variance to enlarge and diversify anomalies. Extensive experiments on the challenging and widely used MVTec AD benchmark show that PRN outperforms current state-of-the-art unsupervised and supervised methods. We further report SOTA results on three additional datasets to demonstrate the effectiveness and generalizability of PRN.

当前，借助监督学习方法，基于深度学习的视觉检查已取得了非常成功的成功。但是，在实际的工业场景中，缺陷样本的稀缺性，注释的成本以及缺乏缺陷的先验知识可能会使基于监督的方法无效。近年来，无监督的异常定位算法已在工业检查任务中广泛使用。本文旨在通过深入学习在工业图像中无视无视的异常定位中的最新成就来帮助该领域的研究人员。该调查回顾了120多个重要出版物，其中涵盖了异常定位的各个方面，主要涵盖了所审查方法的各种概念，挑战，分类法，基准数据集和定量性能比较。在审查迄今为止的成就时，本文提供了一些未来研究方向的详细预测和分析。这篇综述为对工业异常本地化感兴趣的研究人员提供了详细的技术信息，并希望将其应用于其他领域的异常本质。

Industrial vision anomaly detection plays a critical role in the advanced intelligent manufacturing process, while some limitations still need to be addressed under such a context. First, existing reconstruction-based methods struggle with the identity mapping of trivial shortcuts where the reconstruction error gap is legible between the normal and abnormal samples, leading to inferior detection capabilities. Then, the previous studies mainly concentrated on the convolutional neural network (CNN) models that capture the local semantics of objects and neglect the global context, also resulting in inferior performance. Moreover, existing studies follow the individual learning fashion where the detection models are only capable of one category of the product while the generalizable detection for multiple categories has not been explored. To tackle the above limitations, we proposed a self-induction vision Transformer(SIVT) for unsupervised generalizable multi-category industrial visual anomaly detection and localization. The proposed SIVT first extracts discriminatory features from pre-trained CNN as property descriptors. Then, the self-induction vision Transformer is proposed to reconstruct the extracted features in a self-supervisory fashion, where the auxiliary induction tokens are additionally introduced to induct the semantics of the original signal. Finally, the abnormal properties can be detected using the semantic feature residual difference. We experimented with the SIVT on existing Mvtec AD benchmarks, the results reveal that the proposed method can advance state-of-the-art detection performance with an improvement of 2.8-6.3 in AUROC, and 3.3-7.6 in AP.

在工业应用中，无监督的异常检测是一项艰巨的任务，因为收集足够的异常样品是不切实际的。在本文中，通过共同探索锻造异常样品的有效生成方法和正常样品特征作为分割异常检测的指导信息，提出了一种新颖的自我监督指导性分割框架（SGSF）。具体而言，为确保生成的锻造异常样品有利于模型训练，提出了显着性增强模块（SAM）。 Sam引入了显着图来产生显着性Perlin噪声图，并制定了一种自适应分割策略，以在显着区域产生不规则的掩模。然后，将口罩用于生成伪造的异常样品作为训练的负样本。不幸的是，锻造和真实异常样品之间的分布差距使得基于锻造样品训练的模型难以有效定位真实异常。为此，提出了自我监督的指导网络（SGN）。它利用自我监督的模块提取无噪声的功能，并包含正常的语义信息作为分割模块的先验知识。分割模块具有正常模式段的知识，这些片段与指导特征不同。为了评估SGSF对异常检测的有效性，在三个异常检测数据集上进行了广泛的实验。实验结果表明，SGSF达到了最新的异常检测结果。

在计算机视觉领域，异常检测最近引起了越来越多的关注，这可能是由于其广泛的应用程序从工业生产线上的产品故障检测到视频监视中即将发生的事件检测到在医疗扫描中发现病变。不管域如何，通常将异常检测构架为一级分类任务，其中仅在正常示例上进行学习。整个成功的异常检测方法的家庭基于学习重建掩盖的正常输入（例如贴片，未来帧等），并将重建误差的幅度作为异常水平的指标。与其他基于重建的方法不同，我们提出了一种新颖的自我监督蒙面的卷积变压器块（SSMCTB），该卷积变压器块（SSMCTB）包括基于重建的功能在核心架构层面上。拟议的自我监督块非常灵活，可以在神经网络的任何层上掩盖信息，并与广泛的神经体系结构兼容。在这项工作中，我们扩展了以前的自我监督预测性卷积专注块（SSPCAB），并具有3D掩盖的卷积层，以及用于频道注意的变压器。此外，我们表明我们的块适用于更广泛的任务，在医学图像和热视频中添加异常检测到基于RGB图像和监视视频的先前考虑的任务。我们通过将SSMCTB的普遍性和灵活性整合到多个最先进的神经模型中，以进行异常检测，从而带来了经验结果，可以证实对五个基准的绩效改进：MVTEC AD，BRATS，BRATS，Avenue，Shanghaitech和Thermal和Thermal和Thermal罕见事件。我们在https://github.com/ristea/ssmctb上发布代码和数据作为开源。

与行业4.0的发展相一致，越来越多的关注被表面缺陷检测领域所吸引。提高效率并节省劳动力成本已稳步成为行业领域引起人们关注的问题，近年来，基于深度学习的算法比传统的视力检查方法更好。尽管现有的基于深度学习的算法偏向于监督学习，但这不仅需要大量标记的数据和大量的劳动力，而且还效率低下，并且有一定的局限性。相比之下，最近的研究表明，无监督的学习在解决视觉工业异常检测的高于缺点方面具有巨大的潜力。在这项调查中，我们总结了当前的挑战，并详细概述了最近提出的针对视觉工业异常检测的无监督算法，涵盖了五个类别，其创新点和框架详细描述了。同时，提供了包含表面图像样本的公开可用数据集的信息。通过比较不同类别的方法，总结了异常检测算法的优点和缺点。预计将协助研究社区和行业发展更广泛，更跨域的观点。

无监督异常检测的本质是学习正常样品的紧凑分布并将异常值视为测试异常。同时，现实世界中的异常通常在高分辨率图像中尤其是工业应用中微妙而细粒度。为此，我们为无监督的异常检测和定位提出了一个新的框架。我们的方法旨在通过粗到1的比对过程从正常图像中学习致密和紧凑的分布。粗对齐阶段标准化了对象在图像和特征级别中的像素位置。然后，细胞对齐阶段密集地最大程度地提高了批处理中所有相应位置之间特征的相似性。为了仅使用正常图像来促进学习，我们提出了一个新的借口任务，称为“对齐阶段”，称为非对抗性学习。非对比度学习提取鲁棒和区分正常图像表示，而无需对异常样本进行假设，因此它使我们的模型能够推广到各种异常场景。对MVTEC AD和Bentech AD的两个典型工业数据集进行了广泛的实验表明，我们的框架有效地检测各种现实世界缺陷，并在工业无监督的异常检测中实现了新的最新技术。

异常检测通常被追求为单级分类问题，其中模型只能从正常训练样本中学习，同时在正常和异常的测试样本上进行评估。在异常检测的成功方法中，一种杰出的方法依赖于预测屏蔽信息（例如修补程序，未来帧等）并利用相对于屏蔽信息的重建误差作为异常分数。与相关方法不同，我们建议将基于重建的功能集成为新颖的自我监督的预测建筑结构块。所提出的自我监督块是通用的，并且可以容易地结合到各种最先进的异常检测方法中。我们的块从带有扩张过滤器的卷积层开始，其中掩盖接收场的中心区域。得到的激活图通过通道注意模块传递。我们的块配备有损失，使得能够最小化接收领域中的遮蔽区域的重建误差。我们通过将其集成到几种最先进的框架中，以便在图像和视频上进行异常检测，提供对MVTEC AD，Avenue和Shanghaitech的经验证据提供了显着改进的经验证据。

无监督的异常检测和定位对于采集和标记足够的异常数据时对实际应用至关重要。基于现有的基于表示的方法提取具有深度卷积神经网络的正常图像特征，并通过非参数分布估计方法表征相应的分布。通过测量测试图像的特征与估计分布之间的距离来计算异常分数。然而，当前方法无法将图像特征与易解基本分布有效地映射到局部和全局特征之间的关系，这些功能与识别异常很重要。为此，我们提出了使用2D标准化流动实现的FastFlow，并将其用作概率分布估计器。我们的FastFlow可用作具有任意深度特征提取器的插入式模块，如Reset和Vision变压器，用于无监督的异常检测和定位。在训练阶段，FastFlow学习将输入视觉特征转换为贸易分布并获得识别推理阶段中的异常的可能性。 MVTEC AD数据集的广泛实验结果显示，在具有各种骨干网络的准确性和推理效率方面，FastFlow在先前的最先进的方法上超越了先前的方法。我们的方法通过高推理效率达到异常检测中的99.4％AUC。

歧视性无监督的表面异常检测的最新面积取决于外部数据集用于合成异常训练图像的外部数据集。这种方法很容易出现近乎分布异常的失败，因为由于它们与无异常区域的相似性，因此很难现实地合成这些异常。我们提出了一个基于量化的特征空间表示的架构，该架构避免了图像级异常合成要求。在没有对异常的视觉特性做出任何假设的情况下，DSR通过对学到的量化特征空间进行采样，从而在特征级别生成异常，从而允许受控的近乎分布异常。 DSR在KSDD2和MVTEC异常检测数据集上实现了最新结果。关于具有挑战性的现实世界KSDD2数据集的实验表明，DSR明显优于其他无监督的表面异常检测方法，在异常检测中提高了10％的AP，并在异常定位中提高了35％的AP。

无监督的异常检测和定位是至关重要的任务，因为不可能收集和标记所有可能的异常。许多研究强调了整合本地和全球信息以实现异常分割的重要性。为此，对变压器的兴趣越来越大，它允许对远程内容相互作用进行建模。但是，对于大多数图像量表而言，通过自我注意力的全球互动通常太贵了。在这项研究中，我们介绍了Haloae，这是第一个基于Halonet的局部2D版本的自动编码器。使用Haloae，我们创建了一个混合模型，该模型结合了卷积和局部2D块的自我发项层，并通过单个模型共同执行异常检测和分割。我们在MVTEC数据集上取得了竞争成果，表明结合变压器的视觉模型可以受益于自我发挥操作的本地计算，并为其他应用铺平道路。

由于缺乏标签信息，异常检测是机器学习中的基本但具有挑战性的问题。在这项工作中，我们提出了一种新颖而强大的框架，称为SLA $ ^ 2 $ P，用于无监督的异常检测。在从原始数据中提取代表性嵌入后，我们将随机投影应用于特征，并将不同投影转换的特征视为属于不同的伪类。然后，我们在这些转换功能上培训一个分类器网络，以执行自我监督的学习。接下来，我们向变换特征添加对冲扰动，以减少预测标签的软MAX分数，并基于这些扰动特征对分类器的预测不确定性来降低预测标签和设计异常分数。我们的动机是，由于相对较小的数量和分散的异常模式，1）伪标签分类器的培训更集中学习正常数据的语义信息而不是异常数据; 2）正常数据的转换特征比异常的扰动更强大。因此，异常的扰动转化的特征不能良好分类，因此具有比正常样本的异常分数低。在图像，文本和固有的表格基准数据集上进行了广泛的实验，并表明SLA $ ^ 2 $ p实现了最先进的导致无监督的异常检测任务一致。

本文认为很少发生异常检测（FSAD），这是一种实用但研究不足的异常检测设置（AD），在训练中，每个类别仅提供有限数量的正常图像。到目前为止，现有的FSAD研究遵循用于标准AD的单层学习范式，并且尚未探索类别间的共同点。受到人类如何检测异常的启发，即将所讨论的图像与正常图像进行比较，我们在这里利用注册，这是一个固有跨越类别（​​作为代理任务）固有概括的图像对齐任务，以训练类别不稳定的异常异常检测模型。在测试过程中，通过比较测试图像的注册特征及其相应支持（正常）图像来识别异常。据我们所知，这是训练单个可推广模型的第一种FSAD方法，不需要对新类别进行重新训练或参数调整。实验结果表明，在MVTEC和MPDD基准上，所提出的方法在AUC中优于最先进的FSAD方法。

We aim at constructing a high performance model for defect detection that detects unknown anomalous patterns of an image without anomalous data. To this end, we propose a two-stage framework for building anomaly detectors using normal training data only. We first learn self-supervised deep representations and then build a generative one-class classifier on learned representations. We learn representations by classifying normal data from the CutPaste, a simple data augmentation strategy that cuts an image patch and pastes at a random location of a large image. Our empirical study on MVTec anomaly detection dataset demonstrates the proposed algorithm is general to be able to detect various types of real-world defects. We bring the improvement upon previous arts by 3.1 AUCs when learning representations from scratch. By transfer learning on pretrained representations on ImageNet, we achieve a new state-of-theart 96.6 AUC. Lastly, we extend the framework to learn and extract representations from patches to allow localizing defective areas without annotations during training.

Visual anomaly detection plays a crucial role in not only manufacturing inspection to find defects of products during manufacturing processes, but also maintenance inspection to keep equipment in optimum working condition particularly outdoors. Due to the scarcity of the defective samples, unsupervised anomaly detection has attracted great attention in recent years. However, existing datasets for unsupervised anomaly detection are biased towards manufacturing inspection, not considering maintenance inspection which is usually conducted under outdoor uncontrolled environment such as varying camera viewpoints, messy background and degradation of object surface after long-term working. We focus on outdoor maintenance inspection and contribute a comprehensive Maintenance Inspection Anomaly Detection (MIAD) dataset which contains more than 100K high-resolution color images in various outdoor industrial scenarios. This dataset is generated by a 3D graphics software and covers both surface and logical anomalies with pixel-precise ground truth. Extensive evaluations of representative algorithms for unsupervised anomaly detection are conducted, and we expect MIAD and corresponding experimental results can inspire research community in outdoor unsupervised anomaly detection tasks. Worthwhile and related future work can be spawned from our new dataset.

机器学习模型通常会遇到与训练分布不同的样本。无法识别分布（OOD）样本，因此将该样本分配给课堂标签会显着损害模​​型的可靠性。由于其对在开放世界中的安全部署模型的重要性，该问题引起了重大关注。由于对所有可能的未知分布进行建模的棘手性，检测OOD样品是具有挑战性的。迄今为止，一些研究领域解决了检测陌生样本的问题，包括异常检测，新颖性检测，一级学习，开放式识别识别和分布外检测。尽管有相似和共同的概念，但分别分布，开放式检测和异常检测已被独立研究。因此，这些研究途径尚未交叉授粉，创造了研究障碍。尽管某些调查打算概述这些方法，但它们似乎仅关注特定领域，而无需检查不同领域之间的关系。这项调查旨在在确定其共同点的同时，对各个领域的众多著名作品进行跨域和全面的审查。研究人员可以从不同领域的研究进展概述中受益，并协同发展未来的方法。此外，据我们所知，虽然进行异常检测或单级学习进行了调查，但没有关于分布外检测的全面或最新的调查，我们的调查可广泛涵盖。最后，有了统一的跨域视角，我们讨论并阐明了未来的研究线，打算将这些领域更加紧密地融为一体。

新奇检测是识别不属于目标类分布的样本的任务。在培训期间，缺乏新颖的课程，防止使用传统分类方法。深度自动化器已被广泛用作许多无监督的新奇检测方法的基础。特别地，上下文自动码器在新颖的检测任务中已经成功了，因为他们通过从随机屏蔽的图像重建原始图像来学习的更有效的陈述。然而，上下文AutoEncoders的显着缺点是随机屏蔽不能一致地涵盖输入图像的重要结构，导致次优表示 - 特别是对于新颖性检测任务。在本文中，为了优化输入掩蔽，我们设计了由两个竞争网络，掩模模块和重建器组成的框架。掩码模块是一个卷积的AutoEncoder，用于生成涵盖最重要的图像的最佳掩码。或者，重建器是卷积编码器解码器，其旨在从屏蔽图像重建未受带的图像。网络训练以侵略的方式训练，其中掩模模块生成应用于给予重构的图像的掩码。以这种方式，掩码模块寻求最大化重建错误的重建错误最小化。当应用于新颖性检测时，与上下文自动置换器相比，所提出的方法学习语义上更丰富的表示，并通过更新的屏蔽增强了在测试时间的新颖性检测。 MNIST和CIFAR-10图像数据集上的新奇检测实验证明了所提出的方法对尖端方法的优越性。在用于新颖性检测的UCSD视频数据集的进一步实验中，所提出的方法实现了最先进的结果。