論文の概要: Harnessing Contrastive Learning and Neural Transformation for Time Series Anomaly Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.07898v2
• Date: Sat, 25 Jan 2025 01:30:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 21:57:03.085284
• Title: Harnessing Contrastive Learning and Neural Transformation for Time Series Anomaly Detection
• Title（参考訳）: 時系列異常検出のための高調なコントラスト学習とニューラルトランスフォーメーション
• Authors: Katrina Chen, Mingbin Feng, Tony S. Wirjanto,
• Abstract要約: 時系列異常検出(TSAD)は多くの産業応用において重要な役割を担っている。 コントラスト学習は、ラベルのないデータから意味のある表現を抽出する過程において、時系列領域で勢いを増している。 本研究では,学習可能な変換で強化されたウィンドウベースのコントラスト学習戦略を取り入れた新しいアプローチであるCNTを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Time series anomaly detection (TSAD) plays a vital role in many industrial applications. While contrastive learning has gained momentum in the time series domain for its prowess in extracting meaningful representations from unlabeled data, its straightforward application to anomaly detection is not without hurdles. Firstly, contrastive learning typically requires negative sampling to avoid the representation collapse issue, where the encoder converges to a constant solution. However, drawing from the same dataset for dissimilar samples is ill-suited for TSAD as most samples are ``normal'' in the training dataset. Secondly, conventional contrastive learning focuses on instance discrimination, which may overlook anomalies that are detectable when compared to their temporal context. In this study, we propose a novel approach, CNT, that incorporates a window-based contrastive learning strategy fortified with learnable transformations. This dual configuration focuses on capturing temporal anomalies in local regions while simultaneously mitigating the representation collapse issue. Our theoretical analysis validates the effectiveness of CNT in circumventing constant encoder solutions. Through extensive experiments on diverse real-world industrial datasets, we show the superiority of our framework by outperforming various baselines and model variants.
• Abstract（参考訳）: 時系列異常検出(TSAD)は多くの産業応用において重要な役割を担っている。 対照的な学習は、ラベルのないデータから有意義な表現を抽出する過程において、時系列領域で勢いを増しているが、異常検出への直接的な適用はハードルを伴わないものではない。 第一に、対照的な学習は通常、エンコーダが一定解に収束する表現崩壊問題を避けるために、負のサンプリングを必要とする。 しかし、異なるサンプルのための同じデータセットからの描画は、トレーニングデータセットの ``normal'' であるため、TSADに不適である。 第二に、従来のコントラスト学習は、時間的文脈と比較して検出可能な異常を無視するインスタンス識別に焦点を当てている。 本研究では,学習可能な変換で強化されたウィンドウベースのコントラスト学習戦略を取り入れた新しいアプローチであるCNTを提案する。 この二重構成は、表現崩壊問題を緩和しながら、局所領域における時間的異常を捕捉することに焦点を当てている。 理論的解析により, 一定エンコーダ解の回避におけるCNTの有効性が検証された。 多様な実世界の産業データセットに関する広範な実験を通じて、様々なベースラインやモデル変種を上回り、我々のフレームワークの優位性を示す。

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