Nowadays, 3D data plays an indelible role in the computer vision field. However, extensive studies have proved that deep neural networks (DNNs) fed with 3D data, such as point clouds, are susceptible to adversarial examples, which aim to misguide DNNs and might bring immeasurable losses. Currently, 3D adversarial point clouds are chiefly generated in three fashions, i.e., point shifting, point adding, and point dropping. These point manipulations would modify geometrical properties and local correlations of benign point clouds more or less. Motivated by this basic fact, we propose to defend such adversarial examples with the aid of 3D steganalysis techniques. Specifically, we first introduce an adversarial attack and defense model adapted from the celebrated Prisoners' Problem in steganography to help us comprehend 3D adversarial attack and defense more generally. Then we rethink two significant but vague concepts in the field of adversarial example, namely, active defense and passive defense, from the perspective of steganalysis. Most importantly, we design a 3D adversarial point cloud detector through the lens of 3D steganalysis. Our detector is double-blind, that is to say, it does not rely on the exact knowledge of the adversarial attack means and victim models. To enable the detector to effectively detect malicious point clouds, we craft a 64-D discriminant feature set, including features related to first-order and second-order local descriptions of point clouds. To our knowledge, this work is the first to apply 3D steganalysis to 3D adversarial example defense. Extensive experimental results demonstrate that the proposed 3D adversarial point cloud detector can achieve good detection performance on multiple types of 3D adversarial point clouds.


翻译:目前, 3D 数据在计算机视野领域扮演着不可磨灭的角色 。 然而, 广泛的研究证明, 由 3D 数据( 如点云) 组成的深神经网络( DNNS) 很容易被对抗性例子所利用, 其目的是误导 DNS 并可能造成无法估测的损失 。 目前, 3D 对抗性云主要以三种方式产生, 即点移动、 点添加和点下降。 这些点操作将改变良点云的几何性质和当地对正点云的描述 。 受这个基本事实的启发, 我们提议用 3D 点的特征分析技术来维护这种对抗性例子。 具体地说, 我们首先引入一个对抗性攻击性攻击和防御模式, 帮助我们理解 3D 的对抗性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性云, 然后我们重新思考两个重要但模糊的概念, 即: 积极的防御和被动防御, 从 方向分析的角度看。 最重要的是, 我们设计一个 3D 对抗性点 的第二个对立点的探测点, 通过 3D 的观察性研究, 我们的探测 3D, 的观察结果是双向测试, 我们的检测, 3D, 我们的测算的测算, 3D, 的 的 的 的测算为 3D 3D 。

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