无监督异常检测（MVTec）

（排名第1）Towards Total Recall in Industrial Anomaly Detection （PatchCore）

面向工业异常检测的全召回

MVTec AD数据集上排名第一，检测准确率为99.1%，分割准确率为98.1%

    缺陷检测是工业制造中的关键组成部分，最主要的解决方法是仅使用无缺陷的示例图像来拟合模型。将ImageNet模型的嵌入与异常值检测模型相结合。提出了PathCore，使用了名义补丁特征的内存库。在MVTecAD上，AUROC得分99.6%。        

1.引言

    应用“cold-start”异常检测，工业缺陷很可能从细微的变化到较大的结构缺陷，现有的异常检测主要依赖于自编码器模型、GAN和其他无监督适应方法

MVTec 基准数据集的示例。叠加在图像上的是来自 PatchCore 的分割结果。橙色边界表示实际分割图的异常轮廓，例如碎玻璃、划痕、烧伤或蓝橙色渐变中的结构变化。

     本文执行步骤：

（1）最大化测试时可用的标称信息

（2）减少对ImageNet类的偏差

（3）保持高推理速度，将PathCore作为一种有效的补救措施

    一旦单个补丁异常，图像就会被归类为异常，PatchCore 通过利用本地聚合的中级特征补丁来实现这一点。

注：标称数据：一般在有限的数据中取，而且只存在‘是’和‘否’两种不同的结果（一般用于分类）

数值数据：连续值。可以从无限的数值集合中取值，如：0.1、45.5 等（主要用于回归）

    为了更好的估计标称特征分布：基于高斯混合模型的扩展 、生成对抗训练目标、对预定义物理增强的不变性 、隐藏特征对重新引入重建的鲁棒性、原型记忆库 、注意力引导 、结构目标或受限表示空间 

PatchCore 变得不那么依赖图像对齐，同时还使用更大的标称上下文来估计异常，利用局部感知的补丁特征分数来解释局部空间方差并减少对ImageNet类的偏差。

文章对PatchCore的介绍分为三部分：

（1）聚合到内存库中的局部补丁特征

（2）提高效率的核心集缩减方法

（3）到达检测和定位的完整算法决定

     Xn为正常图像集合， yx ∈ {0, 1} 表示x是正常还是异常，Xt为测试时的样本集，PatchCore继续使用在ImageNet上与训练的网络φ，因为存在着特定网络结构中的特征起着重要作用，使用 φi,j = φj(xi) 表示图像 xi ∈ X（第几张图片）和预训练网络 φ 的层次级别 j （网络中的第几层）的特征，继续使用ResNet。

    使用中间部分的补丁（像素）级特征的记忆库M，利用上下文信息，避免特征过于通用或者过于偏向ImageNet，

    文章使用核心集子采样机制来减少内存消耗，