The convolutional neural network (CNN) is vulnerable to degraded images with even very small variations (e.g. corrupted and adversarial samples). One of the possible reasons is that CNN pays more attention to the most discriminative regions, but ignores the auxiliary features when learning, leading to the lack of feature diversity for final judgment. In our method, we propose to dynamically suppress significant activation values of CNN by group-wise inhibition, but not fixedly or randomly handle them when training. The feature maps with different activation distribution are then processed separately to take the feature independence into account. CNN is finally guided to learn richer discriminative features hierarchically for robust classification according to the proposed regularization. Our method is comprehensively evaluated under multiple settings, including classification against corruptions, adversarial attacks and low data regime. Extensive experimental results show that the proposed method can achieve significant improvements in terms of both robustness and generalization performances, when compared with the state-of-the-art methods.


翻译:革命性神经网络(CNN)很容易被退化的图像所破坏,即使变化很小(例如腐败和对抗性样本),其中一个可能的原因是CNN更多地关注最有歧视的地区,但在学习时忽略了辅助特征,导致最终判断缺乏特征多样性。在方法上,我们建议通过集体抑制来动态地抑制CNN的重要激活值,但在培训时不能固定或随机地处理这些值。然后将不同激活分布的特写地图分开处理,以考虑到特征的独立性。CNN最终被引导从等级上学习更丰富的歧视特征,以便按照拟议的正规化进行严格分类。我们的方法在多种环境下得到全面评价,包括反腐败分类、对抗性攻击和低数据制度。广泛的实验结果表明,与最先进的方法相比,拟议的方法在稳健性和普遍性表现方面都能够取得显著的改进。

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