Calibrated One-Class Classification for Unsupervised Time Series Anomaly Detection

计算机科学 异常检测 系列(地层学) 班级(哲学) 模式识别(心理学) 时间序列 人工智能 异常(物理) 数据挖掘 机器学习 古生物学 生物 物理 凝聚态物理
作者
Hongzuo Xu,Yijie Wang,Songlei Jian,Qing Liao,Yongjun Wang,Guansong Pang
出处
期刊:IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering [IEEE Computer Society]
卷期号:36 (11): 5723-5736 被引量:119
标识
DOI:10.1109/tkde.2024.3393996
摘要

Time series anomaly detection is instrumental in maintaining system availability in various domains. Current work in this research line mainly focuses on learning data normality deeply and comprehensively by devising advanced neural network structures and new reconstruction/prediction learning objectives. However, their one-class learning process can be misled by latent anomalies in training data (i.e., anomaly contamination) under the unsupervised paradigm. Their learning process also lacks knowledge about the anomalies. Consequently, they often learn a biased, inaccurate normality boundary. To tackle these problems, this paper proposes calibrated one-class classification for anomaly detection, realizing contamination-tolerant, anomaly-informed learning of data normality via uncertainty modeling-based calibration and native anomaly-based calibration. Specifically, our approach adaptively penalizes uncertain predictions to restrain irregular samples in anomaly contamination during optimization, while simultaneously encouraging confident predictions on regular samples to ensure effective normality learning. This largely alleviates the negative impact of anomaly contamination. Our approach also creates native anomaly examples via perturbation to simulate time series abnormal behaviors. Through discriminating these dummy anomalies, our one-class learning is further calibrated to form a more precise normality boundary. Extensive experiments on ten real-world datasets show that our model achieves substantial improvement over sixteen state-of-the-art contenders.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开心万岁完成签到,获得积分10
刚刚
boen发布了新的文献求助10
2秒前
阿浩完成签到,获得积分10
3秒前
hyx发布了新的文献求助30
5秒前
追剧狂魔发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
今夜白完成签到,获得积分20
6秒前
Piana发布了新的文献求助10
6秒前
优雅逍遥发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
melonnale完成签到,获得积分10
9秒前
zsj3787完成签到,获得积分10
9秒前
xpxpxpx发布了新的文献求助10
9秒前
幸福傲旋发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
13秒前
cuican完成签到 ,获得积分10
13秒前
巴拉巴拉发布了新的文献求助30
15秒前
压垮稻草的最后一只骆驼完成签到,获得积分10
15秒前
666完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
bamboo发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
核桃发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
22秒前
英俊的铭应助茨橙采纳,获得10
22秒前
所所应助123采纳,获得10
23秒前
幸福傲旋完成签到,获得积分10
23秒前
鲤鱼诗桃完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
哒哒哒发布了新的文献求助10
26秒前
张振宇完成签到 ,获得积分10
27秒前
yu发布了新的文献求助10
28秒前
科研通AI6.4应助敛袂采纳,获得10
29秒前
大梦想家完成签到,获得积分10
30秒前
32秒前
33秒前
ShellyHan发布了新的文献求助10
33秒前
Janney完成签到 ,获得积分10
35秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
Transdermal drug delivery systems market size report 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7641909
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9215051
关于积分的说明 19767467
捐赠科研通 7207446
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276277
关于科研通互助平台的介绍 2438062
邀请新用户注册赠送积分活动 2274035