論文の概要: Neighborhood Structure Assisted Non-negative Matrix Factorization and
its Application in Unsupervised Point-wise Anomaly Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.06541v3
- Date: Fri, 5 Feb 2021 03:04:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-10 09:59:12.261660
- Title: Neighborhood Structure Assisted Non-negative Matrix Factorization and
its Application in Unsupervised Point-wise Anomaly Detection
- Title(参考訳): 近傍構造支援非負行列分解とその教師なし点異常検出への応用
- Authors: Imtiaz Ahmed, Xia Ben Hu, Mithun P. Acharya and Yu Ding
- Abstract要約: そこで本研究では,NMFフレームワークに近傍構造情報を組み込むため,最小分散木を用いてデータをモデル化する。
得られた手法をNMFの近傍構造としてラベル付けする。
20のベンチマークデータセットと水力発電所から抽出された工業用データセットを用いた実証的な比較は、近隣構造がNMFを補助していることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.859284479314336
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dimensionality reduction is considered as an important step for ensuring
competitive performance in unsupervised learning such as anomaly detection.
Non-negative matrix factorization (NMF) is a popular and widely used method to
accomplish this goal. But NMF do not have the provision to include the
neighborhood structure information and, as a result, may fail to provide
satisfactory performance in presence of nonlinear manifold structure. To
address that shortcoming, we propose to consider and incorporate the
neighborhood structural similarity information within the NMF framework by
modeling the data through a minimum spanning tree. We label the resulting
method as the neighborhood structure assisted NMF. We further devise both
offline and online algorithmic versions of the proposed method. Empirical
comparisons using twenty benchmark datasets as well as an industrial dataset
extracted from a hydropower plant demonstrate the superiority of the
neighborhood structure assisted NMF and support our claim of merit. Looking
closer into the formulation and properties of the neighborhood structure
assisted NMF with other recent, enhanced versions of NMF reveals that inclusion
of the neighborhood structure information using MST plays a key role in
attaining the enhanced performance in anomaly detection.
- Abstract(参考訳): ディメンダリティの低減は,異常検出などの教師なし学習において,競争性能を確保する重要なステップであると考えられる。
非負行列分解 (NMF) はこの目的を達成するために広く用いられている手法である。
しかし、nmf は近傍構造情報を包含する条項を持たず、結果として、非線形多様体構造の存在下で十分な性能を提供できない可能性がある。
そこで本研究では,NMF フレームワーク内の近傍構造的類似性情報について,最小スパンニングツリーをモデルとして検討し,考察する。
得られた手法をNMFの近傍構造としてラベル付けする。
さらに,提案手法のオフライン版とオンライン版の両方を考案する。
20のベンチマークデータセットと水力発電所から抽出した産業用データセットを用いた実証的な比較は、NMFを補助する近隣構造の優越性を実証し、我々の価値の主張を支持する。
近年のNMFの強化版とNMFによる周辺構造情報の定式化と特性を詳しく調べると,MSTを用いた周辺構造情報の包含が異常検出における性能向上に重要な役割を担っていることが分かる。
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