f-AnoGAN Fast unsupervised anomaly detection with generative adversarial networks

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Posted by JY on April 5, 2020

1. Introduction

模型分为两个阶段:

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  • 阶段一:训练WGAN

    • 输入随机噪声,通过生成对抗训练生成器G和鉴别器D
  • 阶段二:训练Encoder

    • 在WGAN训练完毕后,不再改变,由生成器作为decoder,与Encoder一起构成auto-encoder。Encoder负责将训练图片映射为隐空间中的Z,再由生成器将Z映射为图片

2. Method

  • Encoder存在三种训练方式

    • $izi$

      1) Encoder将图片x映射为隐空间中的点$\hat z $
      2)生成器将$\hat z$ 映射为图片$G(\hat z)$
      3)损失函数:$L_{i z i}(x)=\frac{1}{n}|x-G(\hat{z})|^{2}$,n为像素个数

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  • $ziz$

    1) 在隐空间中随机选取一个点$z$,生成器将$z$映射为图片$G(z) $

    2) Encoder将$G(z)$映射为隐空间中的点$\hat z$

    3) 损失函数:$\left.L_{z i z}(z)=\frac{1}{d} | z-\hat{z}\right) |^{2}$

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  • $izi_f$

    1) Encoder将图片x映射为隐空间中的点$\hat z$

    2) 生成器将$\hat z$映射为图片$G(\hat z)$

    3) 将$G(\hat z)$与$x$输入到鉴别器中,得到$L_{D}=\frac{1}{n_{d}}|f(x)-f(G(\hat{z}))|^{2}$,f(x)为鉴别器中间某一层的特征图,该特征图被认为含有输入图像的统计信息,$L_D$用于比较图像之间统计信息的差异,$n_d$为特征 图的维数

    4) 损失函数为:

    \[L_{i z i f}(x)=\frac{1}{n}\|x-G(\hat{z})\|^{2}+\lambda \frac{1}{n_{d}}\|f(x)-f(G(\hat{z}))\|^{2}\]

    其中$\lambda$为超参数

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