Point cloud classification is an essential component in many security-critical applications such as autonomous driving and augmented reality. However, point cloud classifiers are vulnerable to adversarially perturbed point clouds. Existing certified defenses against adversarial point clouds suffer from a key limitation: their certified robustness guarantees are probabilistic, i.e., they produce an incorrect certified robustness guarantee with some probability. In this work, we propose a general framework, namely PointCert, that can transform an arbitrary point cloud classifier to be certifiably robust against adversarial point clouds with deterministic guarantees. PointCert certifiably predicts the same label for a point cloud when the number of arbitrarily added, deleted, and/or modified points is less than a threshold. Moreover, we propose multiple methods to optimize the certified robustness guarantees of PointCert in three application scenarios. We systematically evaluate PointCert on ModelNet and ScanObjectNN benchmark datasets. Our results show that PointCert substantially outperforms state-of-the-art certified defenses even though their robustness guarantees are probabilistic.


翻译:点云分类是许多安全关键应用中的一个基本组成部分,例如自主驱动和增强现实。然而,点云分类者很容易受到对抗性扰动点云层的影响。现有的经核证的对抗点云层防线受到关键限制:经核证的稳健性保障是概率性的,也就是说,它们产生不正确的经核证的稳健性保障,有某种可能性。在这项工作中,我们提出了一个总框架,即PointCert,它可以使任意点云分分类器具有可验证的稳健性,以对抗具有确定性保证的对称点云层。在任意添加、删除和(或)修改的点云层数目低于临界值时,点云的标签可以验证。此外,我们提出了在三种应用情景中优化经核证的PointCert稳健性保障的多种方法。我们系统地评估模型网和ScanObjectN基准数据集的点。我们的结果显示,点中心大大超出国家认证的防御系统。尽管其稳健性保证是可靠的。</s>

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