《PromptAD》实验步骤

训练阶段：

步骤1: 输入正常样本图像

• 输入 : 正常样本图像

• 操作 : 在视觉编码器（VV-CLIP）中提取全局特征（CLS特征）和局部特征（ViT块特征）。

• 输出: 视觉特征（全局特征 (z) 和局部特征 (F)）。

步骤2: 构建提示

• 输入 : 正常对象名称（如"cable"）、手动异常后缀（如"with crack"）和随机初始化的可学习token。

• 操作 :

• 语义连接（SC） :

◦ 生成正常提示（NP）: (P_1P_2...P_{E_N}obj.)（可学习前缀+对象名）。

◦ 生成手动异常提示（MAP）: 将NP与手动异常后缀拼接（如 (P_1P_2...P_{E_N}obj.withcrack)）。

◦ 生成可学习异常提示（LAP）: 将NP与可学习后缀拼接（如 (P_1P_2...P_{E_N}obj.A_1...A_{E_A})）。

• 文本编码器（CLIP Text Encoder） : 将NP、MAP、LAP编码为特征向量。

• 输出: 正常提示特征 (g(s^n))、异常提示特征 (g(s^m)) 和 (g(s^l))。

步骤3: 损失计算与优化

• 输入 : 视觉特征 (z)、提示特征 (g(s^n))、(g(sm))、(g(s^l))。

• 操作 :

• 对比损失（(\mathcal{L}_{\text{clip}})） : 最小化正常视觉特征与正常提示特征的距离，最大化其与异常提示特征的距离。

• 显式异常边界损失（(\mathcal{L}_{\text{ema}})） : 通过超参数强制控制正常原型与异常原型的间隔。

• 对齐损失（(\mathcal{L}_{\text{align}})） : 对齐MAP和LAP的分布。

• 优化器更新 : 仅更新提示参数（NP和LAP的token）。

• 输出: 优化后的提示参数。

步骤4: 存储正常特征记忆

• 输入 : 中间层局部特征 (F)。

• 操作 : 将训练集中所有正常样本的ViT中间层特征（去除CLS特征）存入内存 (R)。

• 输出: 正常特征记忆库 (R)。

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测试阶段：

步骤1: 输入测试图像

• 输入 : 测试图像（正常或异常）。

• 操作 : 通过VV-CLIP提取全局特征 (z_t) 和局部特征 (F_t)。

• 输出: 测试视觉特征 (z_t) 和 (F_t)。

步骤2: 计算提示引导异常分数

• 输入 : 训练后的提示参数（NP、MAP、LAP）。

• 操作 :

• 文本编码器 : 生成正常原型 (\overline{w}^n) 和异常原型 (\overline{w}^a)。

• 相似度计算 :

◦ 图像级分数 (S_t = \frac{\exp(\langle z_t, \overline{w}^n \rangle)}{\exp(\langle z_t, \overline{w}^n \rangle) + \exp(\langle z_t, \overline{w}^a \rangle)})。

◦ 像素级分数图 (M_t = \text{softmax}(\langle F_t, \overline{w}^n \rangle - \langle F_t, \overline{w}^a \rangle))。

• 输出: 图像级分数 (S_t) 和像素级分数图 (M_t)。

步骤3: 计算视觉引导异常分数

• 输入 : 测试局部特征 (F_t) 和正常记忆库 (R)。

• 操作 : 对每个空间位置 ((i,j))，计算 (F_ti,j) 与 (R) 的最小余弦距离：

M_v\[i,j\] = \\min_{r \\in R} \\frac{1}{2}(1 - \\langle F_t\[i,j\], r \\rangle)

• 输出: 视觉引导分数图 (M_v)。

步骤4: 融合结果

• 输入 : (S_t)、(M_t)、(M_v)。

• 操作 :

• 像素级融合 : (M_{pix} = 1.0 / (1.0/M_v + 1.0/M_t))（调和平均）。

• 图像级融合 : (S_{img} = 1.0 / (1.0/\max(M_v) + 1.0/S_t))。

• 输出: 最终异常分数图 (M_{pix}) 和图像级分数 (S_{img})。

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关键操作位置：

1. 训练：在VV-CLIP视觉编码器和CLIP文本编码器中完成特征提取与提示学习。
2. 测试：直接调用训练好的提示参数和内存库 (R)，无需反向传播。