Adversarial training is promising for improving robustness of deep neural networks towards adversarial perturbations, especially on the classification task. The effect of this type of training on semantic segmentation, contrarily, just commences. We make the initial attempt to explore the defense strategy on semantic segmentation by formulating a general adversarial training procedure that can perform decently on both adversarial and clean samples. We propose a dynamic divide-and-conquer adversarial training (DDC-AT) strategy to enhance the defense effect, by setting additional branches in the target model during training, and dealing with pixels with diverse properties towards adversarial perturbation. Our dynamical division mechanism divides pixels into multiple branches automatically. Note all these additional branches can be abandoned during inference and thus leave no extra parameter and computation cost. Extensive experiments with various segmentation models are conducted on PASCAL VOC 2012 and Cityscapes datasets, in which DDC-AT yields satisfying performance under both white- and black-box attack.


翻译:Aversarial 培训有望提高深神经网络的稳健性,使其更有利于对抗性扰动,特别是对于分类任务而言。这种培训对语义分解的影响才刚刚开始。我们最初试图探索语义分解的防御战略,方法是制定一个一般的对抗性对立培训程序,在对抗性和清洁样本上都能以体面的方式发挥作用。我们提议了一种动态的分化对立培训(DDC-AT)战略,以加强防御效果,办法是在培训期间在目标模式中设置更多的分支,处理具有不同特性的像素,以对抗性交叉扰动。我们的动态分解机制将像素自动分为多个分支。注意到所有这些额外的分支在推断期间都可以放弃,因此没有额外的参数和计算成本。在PASCAL VOC 2012和Cowes数据集中进行了广泛的分解模型实验,在白箱和黑箱攻击下DDC-AT都取得了令人满意的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
24+阅读 · 2021年9月19日
专知会员服务
42+阅读 · 2021年8月20日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
【ICLR2021】神经元注意力蒸馏消除DNN中的后门触发器
专知会员服务
13+阅读 · 2021年1月31日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
48+阅读 · 2020年7月4日
【ICML2020】小样本目标检测
专知会员服务
90+阅读 · 2020年6月2日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
BranchOut: Regularization for Online Ensemble Tracking with CNN
统计学习与视觉计算组
9+阅读 · 2017年10月7日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月12日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月8日
Arxiv
5+阅读 · 2020年10月22日
Learning Dynamic Routing for Semantic Segmentation
Arxiv
8+阅读 · 2020年3月23日
Arxiv
7+阅读 · 2018年6月8日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
24+阅读 · 2021年9月19日
专知会员服务
42+阅读 · 2021年8月20日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
【ICLR2021】神经元注意力蒸馏消除DNN中的后门触发器
专知会员服务
13+阅读 · 2021年1月31日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
48+阅读 · 2020年7月4日
【ICML2020】小样本目标检测
专知会员服务
90+阅读 · 2020年6月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员