異常検知(CV)

Anomaly Detection in Computer Vision

異常検知(CV)とは

異常検知(Anomaly Detection)とは、画像や映像の中から通常とは異なるパターン(異常)を自動的に検出する技術です。コンピュータビジョンにおける異常検知は、正常なデータのパターンを学習し、そこから逸脱するサンプルを検出するアプローチが主流です。

異常検知の主要手法

画像ベースの異常検知には複数のアプローチがあります。オートエンコーダベースの手法では、正常データで学習したオートエンコーダが異常データを上手く再構成できないことを利用して、再構成誤差が大きいものを異常と判定します。GANベースの手法も同様の原理を使います。事前学習済みモデルの特徴空間を活用する手法としては、PaDiM、PatchCore、CFlow-ADなどがあります。これらは正常データの特徴分布を記憶し、テスト時にその分布から外れるものを異常として検出します。Knowledge Distillation(知識蒸留)ベースの手法も注目されています。

産業応用と課題

異常検知は製造業での外観検査(傷、汚れ、変形の検出)、インフラの点検(建物のひび割れ、パイプの腐食)、食品検査、半導体の欠陥検出などで広く活用されています。MVTecADデータセットが性能評価の標準ベンチマークとして使用されています。実運用では異常データが少ないため、教師なし学習や少数ショット学習の手法が重要です。