Recent advances in digitization has led to availability of multivariate time series data in various domains, in order to monitor operations in real time. Identifying abnormal data pattern and detect potential failures in these scenarios are important yet rather difficult tasks. We propose a novel unsupervised anomaly detection method for time series data. Our approach uses sequence encoder and decoder to represent the mapping between time series and hidden state, and learns bidirectional dynamics simultaneously by leveraging backward and forward temporal information in the training process. We further regularize the state space to place constraints on states of normal samples, and use Mahalanobis distance to evaluate abnormality level. Results on synthetic and real-world datasets show the superiority of the proposed method.


翻译:数字化方面最近的进展导致在不同领域提供多变时间序列数据,以便实时监测操作。查明异常数据模式和发现这些假设中可能出现的故障是重要的但相当困难的任务。我们提出了一种新的、不受监督的时间序列数据异常探测方法。我们的方法使用序列编码器和解码器来代表时间序列和隐藏状态之间的映射,并通过在培训过程中利用后向和前向时间信息同时学习双向动态。我们进一步规范国家空间,以限制正常样本的状态,并使用马哈拉诺比斯距离来评估异常程度。关于合成和真实世界数据集的结果显示了拟议方法的优势。</s>

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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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