A significant amount of work has been done on adversarial attacks that inject imperceptible noise to images to deteriorate the image classification performance of deep models. However, most of the existing studies consider attacks in the digital (pixel) domain where an image acquired by an image sensor with sampling and quantization has been recorded. This paper, for the first time, introduces an optical adversarial attack, which physically alters the light field information arriving at the image sensor so that the classification model yields misclassification. More specifically, we modulate the phase of the light in the Fourier domain using a spatial light modulator placed in the photographic system. The operative parameters of the modulator are obtained by gradient-based optimization to maximize cross-entropy and minimize distortions. We present experiments based on both simulation and a real hardware optical system, from which the feasibility of the proposed optical attack is demonstrated. It is also verified that the proposed attack is completely different from common optical-domain distortions such as spherical aberration, defocus, and astigmatism in terms of both perturbation patterns and classification results.


翻译:在对抗性攻击方面已经做了大量的工作,这种攻击对图像注入了无法察觉的噪音,使深层模型的图像分类性能恶化。然而,大多数现有研究都考虑到数字(像素)领域的攻击,因为通过取样和量化录制的图像传感器获得的图像已经记录下来。本文首次引入了光学对抗性攻击,实际改变了到达图像传感器的光场信息,使分类模型产生错误的分类。更具体地说,我们使用在摄影系统中放置的空间光模调器来调节Fourier域的光相阶段。通过基于梯度的优化来获取调制器的操作参数,以尽量扩大交叉湿度和尽量减少扭曲。我们介绍了基于模拟和真正的硬件光学系统的实验,从中可以证明拟议的光攻击的可行性。还核实,拟议的攻击与一般光学-表面扭曲完全不同,例如球形畸变、脱焦、以及从孔径和分类结果两方面来说都是光学的。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
193+阅读 · 2019年10月10日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
stackGAN通过文字描述生成图片的V2项目
CreateAMind
3+阅读 · 2018年1月1日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31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
12+阅读 · 2020年12月10日
Deflecting Adversarial Attacks
Arxiv
8+阅读 · 2020年2月18日
Arxiv
5+阅读 · 2018年5月1日
VIP会员
相关VIP内容
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
193+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
stackGAN通过文字描述生成图片的V2项目
CreateAMind
3+阅读 · 2018年1月1日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员