Glancing at the Patch: Anomaly Localization With Global and Local Feature Comparison

Glancing at the Patch: Anomaly Localization With Global and Local Feature Comparison

1. どんなもの?

  • pretrained modelをfine tuning,distillationするUnsupervised Anomaly Detection
  • local featureとglobal featureをそれぞれ別のNNより抽出し,その一致度を測ることでscore算出
  • local featureは画像内のPatchから抽出,global featureはそのPatchを使用しないようにpartial convolutionすることで抽出

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

  • 従来のADでは,
    • 画像全体を入力:global featureを獲得できるが,localizationができない
    • Patchを入力:global featureを獲得できない

3. 技術や手法の"キモ"はどこ?

変数の定義

  • $\mathbf{I}$: 入力画像
  • $\mathbf{p}$: Patch
  • $\mathbf{M}$: mask
  • $\mathcal{L}$: Local Network
  • $\mathcal{R}$: pretrained model
  • $\mathcal{D}$: $\mathcal{L}(\mathbb{p})$と$\mathcal{R}(\mathbb{p})$の次元数を合わせるDecoder
  • $c_{ij}$: minibatch内の$\mathcal{L}(\mathbb{p})$の相関行列の$(i, j)$番目要素
  • $\mathcal{G}$: Global Network
  • $\mathcal{C}$: DADのhead

学習

Local feature

  • pretrained modelからfine tuningと蒸留を同時に行うことで学習する
  • knowledge distillation loss $$ l_k = | \mathcal{D}(\mathcal{L}(\mathbb{p})) - \mathcal{R}(\mathbb{p}) |^2_2 $$
  • compactness loss $$ l_c = \Sigma_{i \not= j}{c_{ij}} $$
  • ↑2つを重みつき和して, $$ l_{local} = \lambda_k l_k + \lambda_c l_c $$
  • を最小化するようにを事前に学習する
  • local featureは $$ \mathbf{Z}_l = \mathcal{L}(\mathbb{p}) $$

Global feature

  • Loacal feature抽出のために使ったPatchをGlobal Networkでは使わないようにpartial convolution
  • global featureは

  • IAD lossとDAD lossを最小化するよう学習する

Inconsistency Anomaly Detection Head
  • Inconsistency Anomaly Detection Head(IAD Head)をlocalとglobal featureの不整合を検出できるよう設計
Distortion Anomaly Detection Head
  • Distortion Anomaly Detection Head(DAD Head)を画像内の歪みを検出できるように設計
    • と疑似欠陥を付与したPatchを分類できるようにする
    • のいずれか
    • のときはのときは

推論

score

  • inconsistency anomaly score
  • distortion anomaly score
  • 重み付きで足し合わせて,

localization

  • overlapを許して,slinding windowすることでpatchを作り,score算出をしていく

4. どうやって有効だと検証した?

  • MVTec で実験
    • PROにおいて,PaDiMを上回る

5. 議論はあるか?

  • PROにおいてSoTA更新
  • image levelのAUROCについて言及がない?

6. 次に読むべき論文はある?

Avatar
中塚 俊介
R&D Engineer

My research interests are in computer vision, especially in anomaly detection and XAI.

Related

comments powered by Disqus