Détection non supervisée des anomalies dans les séries temporelles

Unsupervised anomaly detection in time-series

• Auteur / Autrice : Julien Audibert
• Direction : Maria Alejandra Zuluaga Valencia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique, télécommunications et électronique
• Date : Soutenance le 09/12/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut EURECOM (Sophia-Antipolis, Alpes-Maritimes ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Maurizio Filippone
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Alameda-Pineda, Pietro Michiardi, Frédéric Guyard, Sébastien Marti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marco Lorenzi, Romain Tavenard
• DOI : 10.70675/92cd8d0bz0d6dz4c3cza4e4z859decdbbd88

Mots clés

Mots clés contrôlés

Séries chronologiques

Détection des anomalies (informatique)

Réseaux neuronaux (informatique)

Apprentissage profond

Apprentissage non supervisé (intelligence artificielle)

Systèmes complexes

Mots clés libres

Détection d'anomalies

Séries temporelles multivariées

Méthode non supervisée

Réseaux de neurones

Apprentissage profond

Supervision

Unsupervised anomaly detection

Multivariate time series

Neural networks

Résumé

La détection d'anomalies dans les séries temporelles multivariées est un enjeu majeur dans de nombreux domaines. La complexité croissante des systèmes et l'explosion de la quantité de données ont rendu son automatisation indispensable. Cette thèse propose une méthode non supervisée de détection d'anomalies dans les séries temporelles multivariées appelée USAD. Cependant, les méthodes de réseaux de neurones profonds souffrent d'une limitation dans leur capacité à extraire des caractéristiques des données puisqu'elles ne s'appuient que sur des informations locales. Afin d'améliorer les performances de ces méthodes, cette thèse présente une stratégie d'ingénierie des caractéristiques qui introduit des informations non-locales. Enfin, cette thèse propose une comparaison de seize méthodes de détection d'anomalies dans les séries temporelles pour comprendre si l'explosion de la complexité des méthodes de réseaux de neurones proposées dans les publications actuelles est réellement nécessaire.

Anomaly detection in multivariate time series is a major issue in many fields. The increasing complexity of systems and the explosion of the amount of data have made its automation indispensable. This thesis proposes an unsupervised method for anomaly detection in multivariate time series called USAD. However, deep neural network methods suffer from a limitation in their ability to extract features from the data since they only rely on local information. To improve the performance of these methods, this thesis presents a feature engineering strategy that introduces non-local information. Finally, this thesis proposes a comparison of sixteen time series anomaly detection methods to understand whether the explosion in complexity of neural network methods proposed in the current literature is really necessary.