کشف ناهنجاری با استفاده از کد کننده خودکار مبتنی بر بلوک‌های LSTM

کشف ناهنجاری به معنای یافتن نمونه‌هایی است که با اکثریت هنجار و عادی داده‌ها تفاوت دارند. یکی از اساسی‌ترین چالش‌هایی که در سر راه انجام این کار مهم وجود دارد این است که نمونه‌های برچسب خورده، به‌ویژه برای کلاس ناهنجار کمیاب و گاه نایاب هستند. ما در این مقاله روشی را پیشنهاد می‌کنیم که برای کشف ناهنجاری تنها از داده‌های هنجار استفاده می‌کند. این روش بر مبنای شبکه‌های عصبی تأسیس‌شده که کد کننده خودکار نام دارند و در مطالعات یادگیری عمیق موردتوجه هستند. یک کد کننده خودکار ورودی خود را در خروجی بازتولید کرده و خطای بازسازی را به‌عنوان رتبه ناهنجاری مورداستفاده قرار می‌دهد. ما برای ساخت کد کننده، به‌جای نورون‌های معمولی از بلوک‌های LSTM استفاده کرده‌ایم. این بلوک‌ها درواقع نوعی از شبکه‌های عصبی بازگشتی هستند که در کشف و استخراج وابستگی‌های زمانی و مجاورتی مهارت دارند. نتیجه به‌کارگیری کد کننده خودکار مبتنی بر بلوک‌های LSTM برای کشف ناهنجاری نقطه‌ای در ده نمونه از دادگان‌های رایج نشان می‌دهد که این روش در استخراج مدل درونی داده‌های هنجار و تشخیص داده‌های ناساز موفق بوده است. معیار AUC مدل مذکور، تقریباً در تمامی موارد از AUC یک کد کننده خودکار معمولی و روش مشهور ماشین بردار پشتیبان تک کلاسه یا OC-SVM بهتر است.

Keywords:

کشف ناهنجاری , کد کننده خودکار , LSTM , یادگیری عمیق