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SiTGRU:用于异常检测的单隧道门控循环单元

计算机视觉与模式识别 2020-06-29 v1 机器学习

摘要

异常检测是一项具有挑战性的任务,因其依赖于特定上下文以及实际场景的无约束可变性。近年来,它受益于深度神经网络学习的强大特征,以及专为异常检测器设计的手工特征。然而,这些具有高复杂度的方案在处理长期序列数据(如视频)时仍存在局限,且其学到的特征未能充分捕获有用信息。循环神经网络(RNNs)已被证明能够鲁棒地处理长期序列中的时序数据。在本文中,我们提出一种新颖的门控循环单元(GRU)版本,称为用于异常检测的单隧道 GRU(Single Tunnelled GRU)。具体而言,单隧道 GRU 丢弃了 GRU 单元中忽视过去内容重要性、仅偏重当前输入的重置门,从而获得优化的单门控单元模型。此外,我们用 sigmoid 激活替代标准 GRU 中的双曲正切激活,因为前者在更深网络中会出现性能损失。实证结果表明,我们所提出的优化 GRU 模型在 CUHK Avenue 和 UCSD 数据集上的检测与泛化任务多数指标上优于标准 GRU 和长短期记忆(LSTM)网络。该模型计算高效,相较标准 RNNs 减少了训练与测试时间。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.13528,
  title  = {SiTGRU: Single-Tunnelled Gated Recurrent Unit for Abnormality Detection},
  author = {Habtamu Fanta and Zhiwen Shao and Lizhuang Ma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13528},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 11 figures, 13 tables, this paper is accepted on Journal of Information Sciences