The most scalable approaches to certifying neural network robustness depend on computing sound linear lower and upper bounds for the network's activation functions. Current approaches are limited in that the linear bounds must be handcrafted by an expert, and can be sub-optimal, especially when the network's architecture composes operations using, for example, multiplication such as in LSTMs and the recently popular Swish activation. The dependence on an expert prevents the application of robustness certification to developments in the state-of-the-art of activation functions, and furthermore the lack of tightness guarantees may give a false sense of insecurity about a particular model. To the best of our knowledge, we are the first to consider the problem of automatically computing tight linear bounds for arbitrary n-dimensional activation functions. We propose LinSyn, the first approach that achieves tight bounds for any arbitrary activation function, while only leveraging the mathematical definition of the activation function itself. Our approach leverages an efficient heuristic approach to synthesize bounds that are tight and usually sound, and then verifies the soundness (and adjusts the bounds if necessary) using the highly optimized branch-and-bound SMT solver, dReal. Even though our approach depends on an SMT solver, we show that the runtime is reasonable in practice, and, compared with state of the art, our approach often achieves 2-5X tighter final output bounds and more than quadruple certified robustness.


翻译:证明神经网络稳健性的最可伸缩的方法取决于对网络启动功能的正确线性下下下下下和上限进行计算。 目前的方法是有限的,因为线性线性界限必须由专家手工制作,并且可以是亚最佳的,特别是当网络结构使用诸如LSTMS和最近受欢迎的 Swish 激活等倍数来组成操作时。对专家的依赖使得无法将稳健性验证适用于启动功能最新技术的发展,而且缺乏紧凑性保证可能给特定模型带来虚假的不安全感。根据我们的最佳知识,我们首先考虑自动计算任意的N维度激活功能的紧紧紧线性界限的问题。我们提议LinSyn是第一个在任意启动功能上实现紧紧凑性界限的方法,而只是利用激活功能本身的数学定义。我们的方法利用一种高效的超乎逻辑的方法来合成紧凑和通常健全的约束,然后核查稳妥性(必要时调整最终约束性),然后用高度优化的S-MT和S-MT(S-MT)的S-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-r-

0
下载
关闭预览

相关内容

在人工神经网络中,给定一个输入或一组输入,节点的激活函数定义该节点的输出。一个标准集成电路可以看作是一个由激活函数组成的数字网络,根据输入的不同,激活函数可以是开(1)或关(0)。这类似于神经网络中的线性感知器的行为。然而,只有非线性激活函数允许这样的网络只使用少量的节点来计算重要问题,并且这样的激活函数被称为非线性。
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
47+阅读 · 2021年1月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
11+阅读 · 2019年5月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
1+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
11+阅读 · 2019年5月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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
1+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员