論文の概要: Industrial Surface Defect Detection via Diffusion Generation and Asymmetric Student-Teacher Network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.19240v1
• Date: Tue, 21 Apr 2026 08:47:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-22 22:41:49.693421
• Title: Industrial Surface Defect Detection via Diffusion Generation and Asymmetric Student-Teacher Network
• Title（参考訳）: 拡散生成と非対称学習者ネットワークによる産業用表面欠陥検出
• Authors: Shuo Feng, Runlin Zhou, Yuyang Li, Guangcan Liu,
• Abstract要約: 工業的な表面欠陥検出は、しばしば限られた欠陥サンプル、厳しい長い尾の分布、複雑な背景の下で微妙な欠陥を正確に局所化することの難しさに悩まされる。 本稿では,非対称な教師・学生アーキテクチャとDDPM(Denoising Diffusion Probabilistic Model)を統合した教師なし欠陥検出手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.392157257527705
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Industrial surface defect detection often suffers from limited defect samples, severe long-tailed distributions, and difficulties in accurately localizing subtle defects under complex backgrounds. To address these challenges, this paper proposes an unsupervised defect detection method that integrates a Denoising Diffusion Probabilistic Model (DDPM) with an asymmetric teacher-student architecture. First, at the data level, the DDPM is trained solely on normal samples. By introducing constant-variance Gaussian perturbations and Perlin noise-based masks, high-fidelity and physically consistent defect samples along with pixel-level annotations are generated, effectively alleviating the data scarcity problem. Second, at the model level, an asymmetric dual-stream network is constructed. The teacher network provides stable representations of normal features, while the student network reconstructs normal patterns and amplifies discrepancies between normal and anomalous regions. Finally, a joint optimization strategy combining cosine similarity loss and pixel-wise segmentation supervision is adopted to achieve precise localization of subtle defects. Experimental results on the MVTecAD dataset show that the proposed method achieves 98.4\% image-level AUROC and 98.3\% pixel-level AUROC, significantly outperforming existing unsupervised and mainstream deep learning methods. The proposed approach does not require large amounts of real defect samples and enables accurate and robust industrial defect detection and localization. \keywords{Industrial defect detection \and diffusion models \and data generation \and teacher-student architecture \and pixel-level localization}
• Abstract（参考訳）: 工業的な表面欠陥検出は、しばしば限られた欠陥サンプル、厳しい長い尾の分布、複雑な背景の下で微妙な欠陥を正確に局所化することの難しさに悩まされる。 これらの課題に対処するために,非対称な教師・学生アーキテクチャとDDPM(Denoising Diffusion Probabilistic Model)を統合した教師なし欠陥検出手法を提案する。 まず、データレベルでは、DDPMは通常のサンプルのみに基づいて訓練される。 定数分散ガウス摂動とパーリンノイズベースのマスクを導入することにより、画素レベルのアノテーションとともに高忠実で物理的に一貫した欠陥サンプルを生成し、データ不足を効果的に軽減する。 第2に、モデルレベルでは、非対称な二重ストリームネットワークが構築される。 教師ネットワークは、通常の特徴の安定した表現を提供し、学生ネットワークは、正常なパターンを再構成し、正常な領域と異常な領域の差異を増幅する。 最後に,コサイン類似度損失と画素ワイドセグメンテーション監督を組み合わせた共同最適化手法を採用し,微妙な欠陥の正確な局所化を実現する。 MVTecADデータセットの実験結果から,提案手法は画像レベルのAUROC 98.4\%,画素レベルのAUROC 98.3\%を達成し,既存の教師なしおよび主流のディープラーニング手法を著しく上回った。 提案手法では, 実際の欠陥サンプルを大量に必要とせず, 高精度でロバストな工業的欠陥検出と局所化を実現している。 \keywords{industrial defect detection \and diffusion model \and data generation \and teacher-student architecture \and pixel-level localization}

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