Art Media Classification problem is a current research area that has attracted attention due to the complex extraction and analysis of features of high-value art pieces. The perception of the attributes can not be subjective, as humans sometimes follow a biased interpretation of artworks while ensuring automated observation's trustworthiness. Machine Learning has outperformed many areas through its learning process of artificial feature extraction from images instead of designing handcrafted feature detectors. However, a major concern related to its reliability has brought attention because, with small perturbations made intentionally in the input image (adversarial attack), its prediction can be completely changed. In this manner, we foresee two ways of approaching the situation: (1) solve the problem of adversarial attacks in current neural networks methodologies, or (2) propose a different approach that can challenge deep learning without the effects of adversarial attacks. The first one has not been solved yet, and adversarial attacks have become even more complex to defend. Therefore, this work presents a Deep Genetic Programming method, called Brain Programming, that competes with deep learning and studies the transferability of adversarial attacks using two artworks databases made by art experts. The results show that the Brain Programming method preserves its performance in comparison with AlexNet, making it robust to these perturbations and competing to the performance of Deep Learning.


翻译:媒体艺术分类问题是一个当前研究领域,由于对高价值艺术作品特征的复杂提取和分析,引起了人们的关注。对属性的认知不可能是主观的,因为人类有时在确保自动观测的可靠性的同时对艺术作品有偏向性的解释。机器学习通过其从图像中人工提取特征的学习过程而不是设计手工艺特征探测器,已经超过许多领域。然而,与其可靠性有关的一个重大关切引起了人们的注意,因为在输入图像(对抗性攻击)中有意进行的小扰动,其预测可以完全改变。这样,我们预见了两种接近这种情况的方法:(1) 解决当前神经网络方法中的对抗性攻击问题,或者(2) 提出一种不同的方法,可以挑战深度学习,而不必受到对抗性攻击的影响。第一个方法尚未解决,而对抗性攻击则变得更加复杂。因此,这项工作提出了一种深基因规划方法,称为脑规划,与深层次学习和研究对抗性攻击的可转移性竞争,使用两个艺术专家建立的数据库。结果显示,脑规划方法的深度性能保持与亚历克斯网络的对比。

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