Owing to the extensive application of infrared object detectors in the safety-critical tasks, it is necessary to evaluate their robustness against adversarial examples in the real world. However, current few physical infrared attacks are complicated to implement in practical application because of their complex transformation from digital world to physical world. To address this issue, in this paper, we propose a physically feasible infrared attack method called "adversarial infrared patches". Considering the imaging mechanism of infrared cameras by capturing objects' thermal radiation, adversarial infrared patches conduct attacks by attaching a patch of thermal insulation materials on the target object to manipulate its thermal distribution. To enhance adversarial attacks, we present a novel aggregation regularization to guide the simultaneous learning for the patch' shape and location on the target object. Thus, a simple gradient-based optimization can be adapted to solve for them. We verify adversarial infrared patches in different object detection tasks with various object detectors. Experimental results show that our method achieves more than 90\% Attack Success Rate (ASR) versus the pedestrian detector and vehicle detector in the physical environment, where the objects are captured in different angles, distances, postures, and scenes. More importantly, adversarial infrared patch is easy to implement, and it only needs 0.5 hours to be constructed in the physical world, which verifies its effectiveness and efficiency.


翻译:由于红外物体探测器在安全关键任务中的广泛应用,有必要评估它们在现实世界中对抗性示例的稳健性。然而,目前的少数物理红外光学攻击在实际应用中很难实现,因为它们从数字世界到物理世界的转换很复杂。为了解决这个问题,在本文中,我们提出了一种物理可行的红外攻击方法,称为“对抗性红外光学片”。考虑到红外相机通过捕捉物体的热辐射来成像机理,对抗性红外光学片通过在目标物体上附着一片绝缘材料来操纵其热分布来进行攻击。为了增强对抗性攻击,我们提出了一种新型聚合正则化来指导红外光学片的形状和位置的同时学习。因此,可以适应简单的基于梯度的优化来解决它们。我们在不同的物体探测任务中使用各种物体探测器验证了对抗性红外光学片。实验结果表明,我们的方法在物理环境中,被对象以不同的角度,距离,姿势和景象所捕捉时,与行人检测器和车辆检测器相比,攻击成功率(ASR)超过90\%。更重要的是,对抗性红外光学片易于实现,只需花费0.5小时在物理世界中构建它,这验证了它的有效性和效率。

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