In recent years, neural network-based anomaly detection methods have attracted considerable attention in the hyperspectral remote sensing domain due to the powerful reconstruction ability compared with traditional methods. However, actual probability distribution statistics hidden in the latent space are not discovered by exploiting the reconstruction error because the probability distribution of anomalies is not explicitly modeled. To address the issue, we propose a novel probability distribution representation detector (PDRD) that explores the intrinsic distribution of both the background and the anomalies in original data for hyperspectral anomaly detection in this paper. First, we represent the hyperspectral data with multivariate Gaussian distributions from a probabilistic perspective. Then, we combine the local statistics with the obtained distributions to leverage the spatial information. Finally, the difference between the corresponding distributions of the test pixel and the average expectation of the pixels in the Chebyshev neighborhood is measured by computing the modified Wasserstein distance to acquire the detection map. We conduct the experiments on four real data sets to evaluate the performance of our proposed method. Experimental results demonstrate the accuracy and efficiency of our proposed method compared to the state-of-the-art detection methods.


翻译:近年来,由于与传统方法相比重建能力很强,以神经网络为基础的异常现象探测方法在超光谱遥感领域引起了相当大的注意;然而,利用重建错误并没有发现隐藏在潜空中的实际概率分布统计数据,因为异常现象的概率分布没有明确模型。为了解决这一问题,我们提议了一个新的概率分布代表仪(PDRD),以探讨本文件中用于超光谱异常探测的原始数据中背景和异常现象的内在分布。首先,我们从概率角度代表高山多变分布的超光谱数据。然后,我们将本地统计数据与所获得的分布结合起来,以利用空间信息。最后,测试像素的相应分布与Chebyshev附近象素的平均期望之间的差异是通过计算经过修改的瓦塞斯坦距离来获取探测图来衡量的。我们用四个真实数据集来评估我们拟议方法的性能。实验结果表明我们拟议方法与最新探测方法的准确性和效率。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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