Interpreting neural network classifiers using gradient-based saliency maps has been extensively studied in the deep learning literature. While the existing algorithms manage to achieve satisfactory performance in application to standard image recognition datasets, recent works demonstrate the vulnerability of widely-used gradient-based interpretation schemes to norm-bounded perturbations adversarially designed for every individual input sample. However, such adversarial perturbations are commonly designed using the knowledge of an input sample, and hence perform sub-optimally in application to an unknown or constantly changing data point. In this paper, we show the existence of a Universal Perturbation for Interpretation (UPI) for standard image datasets, which can alter a gradient-based feature map of neural networks over a significant fraction of test samples. To design such a UPI, we propose a gradient-based optimization method as well as a principal component analysis (PCA)-based approach to compute a UPI which can effectively alter a neural network's gradient-based interpretation on different samples. We support the proposed UPI approaches by presenting several numerical results of their successful applications to standard image datasets.


翻译:在利用基于梯度的显著特征地图解释神经网络分类器时,在深层学习文献中已进行了广泛研究;虽然现有的算法设法在应用标准图像识别数据集方面达到令人满意的性能,但最近的工作表明,广泛使用的基于梯度的判读办法对每个输入样本都容易受到为每个输入样本而以对立方式设计的受规范的扰动干扰;然而,这种对抗性扰动通常是利用输入样本知识设计的,因此对一个未知或不断变化的数据点应用亚优化应用。在本文中,我们展示了标准图像数据集的通用判读(UPI)功能,这可以改变大量测试样品的神经网络基于梯度的特征图。为设计这种基于梯度的优化方法和主要组成部分分析(PCA)法,以计算一个能够有效改变神经网络对不同样品的梯度解释的UPI。我们支持拟议的 UPI方法,方法是在标准图像数据集中提出几个成功应用的数字结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Adversarial Transfer Learning
Arxiv
12+阅读 · 2018年12月6日
Arxiv
19+阅读 · 2018年10月25日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
相关论文
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Adversarial Transfer Learning
Arxiv
12+阅读 · 2018年12月6日
Arxiv
19+阅读 · 2018年10月25日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员