Randomized smoothing has recently emerged as an effective tool that enables certification of deep neural network classifiers at scale. All prior art on randomized smoothing has focused on isotropic $\ell_p$ certification, which has the advantage of yielding certificates that can be easily compared among isotropic methods via $\ell_p$-norm radius. However, isotropic certification limits the region that can be certified around an input to worst-case adversaries, i.e., it cannot reason about other "close", potentially large, constant prediction safe regions. To alleviate this issue, (i) we theoretically extend the isotropic randomized smoothing $\ell_1$ and $\ell_2$ certificates to their generalized anisotropic counterparts following a simplified analysis. Moreover, (ii) we propose evaluation metrics allowing for the comparison of general certificates - a certificate is superior to another if it certifies a superset region - with the quantification of each certificate through the volume of the certified region. We introduce ANCER, a practical framework for obtaining anisotropic certificates for a given test set sample via volume maximization. Our empirical results demonstrate that ANCER achieves state-of-the-art $\ell_1$ and $\ell_2$ certified accuracy on both CIFAR-10 and ImageNet at multiple radii, while certifying substantially larger regions in terms of volume, thus highlighting the benefits of moving away from isotropic analysis. Code used in our experiments is available in https://github.com/MotasemAlfarra/ANCER.


翻译:最近,随机光滑最近成为一种有效的工具,可以对深神经网络分类器进行规模化认证。所有关于随机滑动的以往艺术都侧重于等离子体 $\ell_p$ p$的认证,这具有通过 $\ell_p$-norm 半径可以轻松比较异地方法的证书的优势。然而,等离子体认证限制了能够通过向最坏对手输入信息进行认证的区域,也就是说,它无法解释其他“关闭”的可能大而持续的预测安全区域。为了缓解这一问题,(一) 我们理论上将随机滑动的纯度认证器扩大到等离子体型体 $_ell_p$_p$_pal$_pal_pall$_tromotopic 证书,此外,我们提出了允许对一般证书进行比较的评价指标――如果它能验证一个超级区域――通过认证区域的数量对每份证书进行量化。我们引入了ANCER,一个实际框架,从一个给给给定的AS-rentr_ralal 图像显示一个更精确的AS_ral exalal exalalal exal exal exalalalalalal 。我们使用了在 $-ration $Rifration exal exal exal exal exal exal exal exal exal exal exalation exalation exalationalation exal ex ex ex exalationalational exal ex exaltracuilationalation exalationalation ex exal ex ex ex ex exal exalation exalation lautalations laut exal exal exal exal exal exal exal exal exal exal exal exal exal exal exalations exalation exal exal exal exal exal exal exalation exal exmentalmental exalation exalation exalations exalation exalations ex ex exal ex ex ex ex

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