論文の概要: Zero-bias Deep Learning Enabled Quick and Reliable Abnormality Detection
in IoT
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.15098v1
- Date: Thu, 8 Apr 2021 03:31:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-04 11:44:33.581689
- Title: Zero-bias Deep Learning Enabled Quick and Reliable Abnormality Detection
in IoT
- Title(参考訳): zero-bias deep learningはiotで迅速かつ信頼性の高い異常検出を可能にする
- Authors: Yongxin Liu, Jian Wang, Jianqiang Li, Shuteng Niu, Houbing Song
- Abstract要約: 本稿では,ゼロバイアスDNNとQuickest Event Detectionアルゴリズムを統合する。
異常と時間依存異常の両方を迅速かつ確実に検出するための総合的な枠組みを提供する。
実世界の航空通信システムからの膨大な信号記録とシミュレーションデータの両方を用いて,本フレームワークの有効性を実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.474662677341012
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Abnormality detection is essential to the performance of safety-critical and
latency-constrained systems. However, as systems are becoming increasingly
complicated with a large quantity of heterogeneous data, conventional
statistical change point detection methods are becoming less effective and
efficient. Although Deep Learning (DL) and Deep Neural Networks (DNNs) are
increasingly employed to handle heterogeneous data, they still lack theoretic
assurable performance and explainability. This paper integrates zero-bias DNN
and Quickest Event Detection algorithms to provide a holistic framework for
quick and reliable detection of both abnormalities and time-dependent abnormal
events in the Internet of Things (IoT). We first use the zero-bias dense layer
to increase the explainability of DNN. We provide a solution to convert
zero-bias DNN classifiers into performance assured binary abnormality
detectors. Using the converted abnormality detector, we then present a
sequential quickest detection scheme that provides the theoretically assured
lowest abnormal event detection delay under false alarm constraints. Finally,
we demonstrate the effectiveness of the framework using both massive signal
records from real-world aviation communication systems and simulated data. Code
and data of our work is available at
\url{https://github.com/pcwhy/AbnormalityDetectionInZbDNN}
- Abstract(参考訳): 異常検出は、安全クリティカルおよび遅延制約のあるシステムの性能に不可欠である。
しかし,大量の異種データとシステムが複雑化するにつれ,従来の統計的変化点検出法はより効率的かつ効率的になってきている。
深層学習(DL)と深層ニューラルネットワーク(DNN)は、異種データを扱うためにますます採用されているが、理論上は保証可能な性能と説明性に欠ける。
本稿では、ゼロバイアスDNNとクイックストイベント検出アルゴリズムを統合し、IoT(Internet of Things)における異常と時間依存異常の両方を迅速かつ確実に検出するための総合的なフレームワークを提供する。
まず, ゼロバイアス密度層を用いてDNNの説明可能性を高める。
ゼロバイアスDNN分類器を性能保証バイナリ異常検出器に変換するソリューションを提供する。
変換された異常検出器を用いて、理論的に保証される最も低い異常検出遅延を誤警報で検出するシーケンシャルな最短検出方式を提案する。
最後に,実世界の航空通信システムからの膨大な信号記録とシミュレーションデータの両方を用いて,フレームワークの有効性を示す。
私たちの仕事のコードとデータは \url{https://github.com/pcwhy/abnormalitydetectioninzbdnn} で入手できる。
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