异常意识是安全关键型应用的重要能力，如自主驾驶。虽然最近的机器人和计算机视觉的进展使得对图像分类的异常检测，但对语义细分的异常检测不太探讨。传统的异常感知系统假设其他现有类作为用于训练模型的分发（伪未知）类的类将导致两个缺点。 （1）未知类，需要应对哪些应用程序，在培训时间内实际上无法实际存在。 （2）模型性能强烈依赖课堂选择。观察这一点，我们提出了一种新的合成未知数据生成，打算解决异常感知语义分割任务。我们设计一个新的蒙版渐变更新（MGU）模块，以沿着分布边界生成辅助数据。此外，我们修改了传统的跨熵损失，强调边界数据点。我们在两个异常分段数据集上达到最先进的性能。消融研究还证明了所提出的模块的有效性。

最先进的（SOTA）复杂城市驾驶场景的异常分割方法探索从异常曝光或外部重建模型中了解的像素明智的分类不确定性。然而，之前将高不确定性直接对异常关联的不确定性方法有时可能导致不正确的异常预测，外部重建模型对于实时自动驾驶嵌入式系统往往是过低的。在本文中，我们提出了一种新的异常分段方法，命名为像素 - 明智的能量偏置的弃权学习（PEBAL），探讨了与学习自适应像素级异常类的模型的像素 - 方向弃权学习（AL），以及基于能量的模型（EBM），了解了Inlier像素分布。更具体地说，PEBAL基于EBM和A1的非琐碎的关节训练，其中EBM培训以输出用于异常像素的高能（来自异常曝光），并且培训AL，使得这些高能量像素接受自适应低罚款被纳入异常课程。我们广泛评估PEBAL对抗SOTA，并表明它可以实现四个基准的最佳性能。代码可在https://github.com/tianyu0207/pebal上获得。

标准机器学习无法容纳不属于培训分配的输入。由此产生的模型通常会产生自信不正确的预测，这可能导致破坏性后果。在密集预测的上下文中，该问题特别要求，因为输入图像可以部分是异常的。以前的工作通过对混合内容图像的鉴别培训解决了致密的异常检测。我们将这种方法与合成阴性贴片扩展，同时实现高入的似然性和均匀的辨别预测。由于其出色的分布覆盖范围和能力以不同的分辨率产生样品，我们会产生具有正常化流动的合成底片。我们还建议根据主要的信息理论标准来检测异常，这可以通过培训和推理一致地应用。结果模型在标准基准测试和数据集中设置了新技术，尽管计算开销最小，但避免辅助负数据。

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。

本文旨在解决语义细分中异常发现的问题。我们的主要观察是，语义分类在现有方法中起着关键作用，而错误分类的像素被容易被视为异常。这种现象经常出现并且很少讨论，这显着降低了异常发现的性能。为此，我们提出了一种新颖的蒸馏比较网络（Dicnet）。它包括一个教师分支，该教师分支是一种解除语义分类头的语义分割网络，以及通过分配蒸馏从教师分支蒸馏的学生分支。我们表明蒸馏保证了两个分支的语义特征在已知类别中保持一致性，而在未知课程中反映不一致。因此，我们利用两个分支之间的语义特征差异来发现异常。 DICNET在推理过程中放弃了语义分类头，因此显着减轻了语义分类错误引起的问题。对Streethazards数据集和BDD-Anomaly数据集进行了广泛的实验结果，以验证DicNet的卓越性能。特别是，DICNET在AUPR获得6.3％的改善，并且对血红病患者数据集的FPR95改善了5.2％，在BDD - 异常数据集上达到了4.2％的AUPR和FPR95的6.8％。代码可在https://github.com/zhouhuan-hust/dicnet上获得。

最先进的语义或实例分割深度神经网络（DNN）通常在封闭的语义类上培训。因此，它们的装备不适用于处理以前的未持续的对象。然而，检测和定位这些物体对于安全关键应用至关重要，例如对自动驾驶的感知，特别是如果它们出现在前方的道路上。虽然某些方法已经解决了异常或分发的对象分割的任务，但由于缺乏固体基准，在很大程度上存在进展仍然缓慢;现有数据集由合成数据组成，或遭受标签不一致。在本文中，我们通过介绍“SegmentMeifyOUCAN”基准来弥合这个差距。我们的基准解决了两个任务：异常对象分割，这将考虑任何以前的未持续的对象类别;和道路障碍分割，它侧重于道路上的任何物体，可能是已知的或未知的。我们将两个相应的数据集与执行深入方法分析的测试套件一起提供，考虑到已建立的像素 - 明智的性能度量和最近的组件 - 明智的，这对对象尺寸不敏感。我们凭经验评估了多种最先进的基线方法，包括使用我们的测试套件在我们的数据集和公共数据上专门为异常/障碍分割而设计的多种型号。异常和障碍分割结果表明，我们的数据集有助于数据景观的多样性和难度。

最近在现实世界应用中部署对象检测的深度神经网络的努力，例如自主驾驶，假设在训练期间已经观察到所有相关的对象类。在训练集中不表示测试数据时，在设置中的性能大多专注于用于语义分割的模型的像素级不确定性估计技术。本文建议利用对语义分割模型的额外预测，并量化其信心，然后以已知的对象与未知的对象分类分类。我们使用由区域提议网络（RPN）生成的对象提案，并使用径向基函数网络（RBFN）来适应语义分割的距离意识不确定性估计，用于类别不可知对象掩码预测。然后使用增强的对象提案来训练已知对象类别的分类器。实验结果表明，该方法实现了对未知物体检测的现有技术的状态的平行性能，并且还可以有效地用于减少对象检测器的假阳性率。我们的方法非常适合于通过语义分割获得的非对象背景类别的预测是可靠的。

对于图像的语义分割，如果该任务限于一组封闭的类，则最先进的深神经网络（DNN）实现高分性精度。然而，截至目前，DNN具有有限的开放世界能够在开放世界中运行，在那里他们任务是识别属于未知对象的像素，最终逐步学习新颖的类。人类有能力说：我不知道那是什么，但我已经看到了这样的东西。因此，希望以无监督的方式执行这种增量学习任务。我们介绍一种基于视觉相似性群集未知对象的方法。这些集群用于定义新课程，并作为无监督增量学习的培训数据。更确切地说，通过分割质量估计来评估预测语义分割的连接组件。具有低估计预测质量的连接组件是随后聚类的候选者。另外，组件明智的质量评估允许获得可能包含未知对象的图像区域的预测分段掩模。这种掩模的各个像素是伪标记的，然后用于重新训练DNN，即，在不使用由人类产生的地面真理。在我们的实验中，我们证明，在没有访问地面真理甚至几个数据中，DNN的类空间可以由新颖的类扩展，实现了相当大的分割精度。

在图像分类的背景下，检测出分布（OOD）样本最近已成为感兴趣和积极研究的领域，以及与不确定性估计的主题，与之密切相关。在本文中，我们探讨了OOD细分的任务，该任务已被研究少于其分类对应物，并提出了其他挑战。细分是一个密集的预测任务，每个像素的模型结果都取决于其周围环境。接收领域和对上下文的依赖在区分不同类别以及相应地发现OOD实体的角色上发挥了作用。我们介绍了Moose，这是一种有效的策略，旨在利用语义分割模型中表示的各种上下文级别，并表明，即使是多尺度表示的简单聚合，也对OOD检测和不确定性估计也始终产生积极影响。

分布（OOD）检测对于确保机器学习系统的可靠性和安全性至关重要。例如，在自动驾驶中，我们希望驾驶系统在发现在训练时间中从未见过的异常​​场景或对象时，发出警报并将控件移交给人类，并且无法做出安全的决定。该术语《 OOD检测》于2017年首次出现，此后引起了研究界的越来越多的关注，从而导致了大量开发的方法，从基于分类到基于密度到基于距离的方法。同时，其他几个问题，包括异常检测（AD），新颖性检测（ND），开放式识别（OSR）和离群检测（OD）（OD），在动机和方法方面与OOD检测密切相关。尽管有共同的目标，但这些主题是孤立发展的，它们在定义和问题设定方面的细微差异通常会使读者和从业者感到困惑。在这项调查中，我们首先提出一个称为广义OOD检测的统一框架，该框架涵盖了上述五个问题，即AD，ND，OSR，OOD检测和OD。在我们的框架下，这五个问题可以看作是特殊情况或子任务，并且更容易区分。然后，我们通过总结了他们最近的技术发展来审查这五个领域中的每一个，特别关注OOD检测方法。我们以公开挑战和潜在的研究方向结束了这项调查。

可以通过定期训练数据的生成建模或通过对负面训练数据进行区分来构想异常检测。这两种方法表现出不同的故障模式。因此，混合算法提出了一个有吸引力的研究目标。不幸的是，密集的异常检测需要翻译均衡和非常大的输入分辨率。这些要求取消了所有以前的混合方法，我们的最佳知识。因此，我们设计了一种基于重新解释的歧视liogits的新型混合算法，作为非标准化关节分布的对数$ \ hat {p}（\ mathbf {x}，\ mathbf {y}）$。我们的模型建立在共享卷积表示形式的基础上，我们从中恢复了三个密集的预测：i）封闭式类后$ p（\ mathbf {y} | \ mathbf {x}）$，ii）数据集posterior $ p（d_ {in} | \ mathbf {x}）$，iii）不正常的数据可能性$ \ hat {p}（\ mathbf {x}）$。后两个预测均受标准培训数据和通用负面数据集的培训。我们将这两个预测融合到混合异常评分中，该评分允许在大型自然图像上进行密集的开放式识别。我们仔细设计了针对数据可能性的自定义损失，以避免通过不可降低常规固定$ z（\ theta）$进行反向传播。实验评估了我们对标准密集异常检测基准的贡献，以及开放式MIOU的贡献，这是一种新颖的开放式开放式性能的新颖指标。尽管在标准语义分段基线上忽略了可忽视的计算间接费用，但我们的提交表现达到了最先进的性能。

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。

开放式视频异常检测（OpenVAD）旨在从视频数据中识别出异常事件，在测试中都存在已知的异常和新颖的事件。无监督的模型仅从普通视频中学到的模型适用于任何测试异常，但遭受高误报率的损失。相比之下，弱监督的方法可有效检测已知的异常情况，但在开放世界中可能会失败。我们通过将证据深度学习（EDL）和将流量（NFS）归一化为多个实例学习（MIL）框架来开发出一种新颖的OpenVAD问题的弱监督方法。具体而言，我们建议使用图形神经网络和三重态损失来学习训练EDL分类器的区分特征，在该特征中，EDL能够通过量化不确定性来识别未知异常。此外，我们制定了一种不确定性感知的选择策略，以获取清洁异常实例和NFS模块以生成伪异常。我们的方法通过继承无监督的NF和弱监督的MIL框架的优势来优于现有方法。多个现实世界视频数据集的实验结果显示了我们方法的有效性。

We aim for image-based novelty detection. Despite considerable progress, existing models either fail or face a dramatic drop under the so-called "near-distribution" setting, where the differences between normal and anomalous samples are subtle. We first demonstrate existing methods experience up to 20% decrease in performance in the near-distribution setting. Next, we propose to exploit a score-based generative model to produce synthetic near-distribution anomalous data. Our model is then fine-tuned to distinguish such data from the normal samples. We provide a quantitative as well as qualitative evaluation of this strategy, and compare the results with a variety of GAN-based models. Effectiveness of our method for both the near-distribution and standard novelty detection is assessed through extensive experiments on datasets in diverse applications such as medical images, object classification, and quality control. This reveals that our method considerably improves over existing models, and consistently decreases the gap between the near-distribution and standard novelty detection performance. The code repository is available at https://github.com/rohban-lab/FITYMI.

学习一种潜在的嵌入以了解数据分布的潜在性质，通常是在曲率为零的欧几里得空间中提出的。但是，在嵌入空间中构成的几何约束的成功表明，弯曲空间可能会编码更多的结构信息，从而导致更好的判别能力，从而获得更丰富的表示。在这项工作中，我们研究了弯曲空间的好处，用于分析数据中的异常或分布对象。这是通过通过三个几何约束来考虑嵌入的，即球形几何（具有正曲率），双曲几何形状（具有负曲率）或混合几何形状（具有正曲率和负曲率）。鉴于手头的任务，可以在统一的设计中互换选择三个几何约束。为弯曲空间中的嵌入量身定制，我们还制定功能以计算异常得分。提出了两种类型的几何模块（即，几何模块和两个几何模型）提出了插入原始的欧几里得分类器，并从弯曲的嵌入式中计算出异常分数。我们在各种视觉识别场景中评估所得设计，包括图像检测（多类OOD检测和一级异常检测）和分割（多类异常分段和一级异常分段）。经验结果表明，通过对各种情况的一致改进，我们的提案的有效性。

关于观察者网络的最新工作显示出关于语义分割的分布（OOD）检测的有希望的结果。这些方法在精确定位图像（即异常）中的兴趣点上很难。这种限制是由于像素水平上细粒度预测的难度。为了解决这个问题，我们向观察者提供实例知识。我们通过利用实例掩码预测来扩展obsnet的方法。我们使用其他类别的对象检测器来过滤和汇总观察者预测。最后，我们预测图像中每个实例的唯一异常得分。我们表明，我们提出的方法准确地将三个数据集中的分布对象准确地分发对象。

在过去的几年中，关于分类，检测和分割问题的3D学习领域取得了重大进展。现有的绝大多数研究都集中在规范的封闭式条件上，忽略了现实世界的内在开放性。这限制了需要管理新颖和未知信号的自主系统的能力。在这种情况下，利用3D数据可以是有价值的资产，因为它传达了有关感应物体和场景几何形状的丰富信息。本文提供了关于开放式3D学习的首次广泛研究。我们介绍了一种新颖的测试床，其设置在类别语义转移方面的难度增加，并且涵盖了内域（合成之间）和跨域（合成对真实）场景。此外，我们研究了相关的分布情况，并开放了2D文献，以了解其最新方法是否以及如何在3D数据上有效。我们广泛的基准测试在同一连贯的图片中定位了几种算法，从而揭示了它们的优势和局限性。我们的分析结果可能是未来量身定制的开放式3D模型的可靠立足点。

It is important to detect anomalous inputs when deploying machine learning systems. The use of larger and more complex inputs in deep learning magnifies the difficulty of distinguishing between anomalous and in-distribution examples. At the same time, diverse image and text data are available in enormous quantities. We propose leveraging these data to improve deep anomaly detection by training anomaly detectors against an auxiliary dataset of outliers, an approach we call Outlier Exposure (OE). This enables anomaly detectors to generalize and detect unseen anomalies. In extensive experiments on natural language processing and small-and large-scale vision tasks, we find that Outlier Exposure significantly improves detection performance. We also observe that cutting-edge generative models trained on CIFAR-10 may assign higher likelihoods to SVHN images than to CIFAR-10 images; we use OE to mitigate this issue. We also analyze the flexibility and robustness of Outlier Exposure, and identify characteristics of the auxiliary dataset that improve performance.

我们介绍了几个新的数据集即想象的A / O和Imagenet-R以及合成环境和测试套件，我们称为CAOS。 Imagenet-A / O允许研究人员专注于想象成剩余的盲点。由于追踪稳健的表示，以特殊创建了ImageNet-R，因为表示不再简单地自然，而是包括艺术和其他演绎。 Caos Suite由Carla Simulator构建，允许包含异常物体，可以创建可重复的合成环境和用于测试稳健性的场景。所有数据集都是为测试鲁棒性和衡量鲁棒性的衡量进展而创建的。数据集已用于各种其他作品中，以衡量其具有鲁棒性的自身进步，并允许切向进展，这些进展不会完全关注自然准确性。鉴于这些数据集，我们创建了几种旨在推进鲁棒性研究的新方法。我们以最大Logit的形式和典型程度的形式构建简单的基线，并以深度的形式创建新的数据增强方法，从而提高上述基准。最大Logit考虑Logit值而不是SoftMax操作后的值，而微小的变化会产生明显的改进。典型程分将输出分布与类的后部分布进行比较。我们表明，除了分段任务之外，这将提高对基线的性能。猜测可能在像素级别，像素的语义信息比类级信息的语义信息不太有意义。最后，新的Deepaulment的新增强技术利用神经网络在彻底不同于先前使用的传统几何和相机的转换的图像上创建增强。

在编程中，学习代码表示有各种应用程序，包括代码分类，代码搜索，注释生成，错误预测等。已经提出了在令牌，语法树，依赖图，代码导航路径或其变体组合方面的各种代码表示，但是，现有的vanilla学习技术具有鲁棒性的主要限制，即，型号很容易当输入以微妙的方式改变输入时，要进行错误的预测。为了增强稳健性，现有方法专注于识别对抗性样本，而不是在落在给定分布之外的有效样品上，我们将其称为分配（OOD）样本。识别出这样的ood样本是本文研究的新问题。为此，我们建议首先使用分发的样本进行in =分发数据集，使得当培训在一起时，它们将增强模型的鲁棒性。我们建议使用能量有界学习的目标函数来将更高的分数分配给分布式样本和较低的分数，以便将这种分布式样品纳入源的培训过程中代码模型。在检测和逆势样本检测方面，我们的评估结果表明，现有源代码模型的稳健性更加准确，在识别ood数据时，同时在同时对对抗性攻击更具抵抗力。此外，所提出的能量有限评分优于大幅的余量，包括Softmax置信度评分，Mahalanobis评分和Odin。