3 个月前

工业异常检测中的全记忆目标

工业异常检测中的全记忆目标

摘要

在大规模工业制造中,能够识别缺陷部件是一项至关重要的任务。本文所解决的一个关键挑战是“冷启动问题”:仅使用正常(无缺陷)样本图像来训练模型。尽管针对每一类缺陷均可设计手工解决方案,但我们的目标是构建能够自动在多种不同任务上均表现优异的系统。目前表现最佳的方法是将ImageNet模型的特征嵌入与异常检测模型相结合。本文在此基础上进一步拓展,提出PatchCore,该方法利用一个最具代表性的正常样本块(patch)特征记忆库。PatchCore在保持优异推理速度的同时,实现了检测与定位任务的最先进性能。在具有挑战性且广泛使用的MVTec AD基准测试中,PatchCore的图像级异常检测AUROC得分最高达到99.6%,相比次优竞争对手的错误率降低了一半以上。此外,我们在两个额外的数据集上也取得了具有竞争力的结果,并在少样本场景下同样表现出色。\freefootnote{$^*$ 本工作为在亚马逊AWS实习期间完成。} 代码地址:github.com/amazon-research/patchcore-inspection。

基准测试

基准方法指标
anomaly-classification-on-goodsadPatchCore-100%
AUPR: 86.1
AUROC: 85.5
anomaly-classification-on-goodsadPatchCore-1%
AUPR: 83.3
AUROC: 81.4
anomaly-detection-on-aebad-sPatchCore
Detection AUROC: 71.0
Segmentation AUPRO: 87.8
anomaly-detection-on-aebad-vPatchCore
Detection AUROC: 70.7
anomaly-detection-on-mpddPatchCore
Detection AUROC: 82.12
Segmentation AUROC: 95.66
anomaly-detection-on-mvtec-adPatchCore Large
Detection AUROC: 99.6
FPS: 5.88
Segmentation AUPRO: 93.5
Segmentation AUROC: 98.2
anomaly-detection-on-mvtec-adPatchCore
Detection AUROC: 99.2
Segmentation AUROC: 98.4
anomaly-detection-on-mvtec-adPatchCore(16shot)
Detection AUROC: 95.4
anomaly-detection-on-mvtec-loco-adPatchCore
Avg. Detection AUROC: 80.3
Detection AUROC (only logical): 75.8
Segmentation AU-sPRO (until FPR 5%): 39.7
anomaly-detection-on-mvtec-loco-adPatchCore Ensemble
Avg. Detection AUROC: 79.4
Detection AUROC (only logical): 71.0
Detection AUROC (only structural): 87.7
Segmentation AU-sPRO (until FPR 5%): 36.5

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