論文の概要: DOEPatch: Dynamically Optimized Ensemble Model for Adversarial Patches Generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.16907v1
• Date: Thu, 28 Dec 2023 08:58:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-29 16:47:58.190766
• Title: DOEPatch: Dynamically Optimized Ensemble Model for Adversarial Patches Generation
• Title（参考訳）: doepatch: 反対パッチ生成のための動的最適化アンサンブルモデル
• Authors: Wenyi Tan, Yang Li, Chenxing Zhao, Zhunga Liu, and Quan Pan
• Abstract要約: 本稿では, エネルギーの概念を導入し, 相手のカテゴリの総エネルギーを最小化するために, 相手のパッチ生成過程を, 相手のパッチの最適化として扱う。 逆行訓練を採用することにより,動的に最適化されたアンサンブルモデルを構築する。 我々は6つの比較実験を行い、本アルゴリズムを5つの主流物体検出モデルで検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.995762461474856
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Object detection is a fundamental task in various applications ranging from autonomous driving to intelligent security systems. However, recognition of a person can be hindered when their clothing is decorated with carefully designed graffiti patterns, leading to the failure of object detection. To achieve greater attack potential against unknown black-box models, adversarial patches capable of affecting the outputs of multiple-object detection models are required. While ensemble models have proven effective, current research in the field of object detection typically focuses on the simple fusion of the outputs of all models, with limited attention being given to developing general adversarial patches that can function effectively in the physical world. In this paper, we introduce the concept of energy and treat the adversarial patches generation process as an optimization of the adversarial patches to minimize the total energy of the ``person'' category. Additionally, by adopting adversarial training, we construct a dynamically optimized ensemble model. During training, the weight parameters of the attacked target models are adjusted to find the balance point at which the generated adversarial patches can effectively attack all target models. We carried out six sets of comparative experiments and tested our algorithm on five mainstream object detection models. The adversarial patches generated by our algorithm can reduce the recognition accuracy of YOLOv2 and YOLOv3 to 13.19\% and 29.20\%, respectively. In addition, we conducted experiments to test the effectiveness of T-shirts covered with our adversarial patches in the physical world and could achieve that people are not recognized by the object detection model. Finally, leveraging the Grad-CAM tool, we explored the attack mechanism of adversarial patches from an energetic perspective.
• Abstract（参考訳）: オブジェクト検出は、自律運転からインテリジェントセキュリティシステムまで、さまざまなアプリケーションにおける基本的なタスクである。 しかし、衣服が注意深くデザインされた落書きパターンで飾られた場合、人物の認識が妨げられ、物体検出の失敗に繋がる。 未知のブラックボックスモデルに対する攻撃可能性を高めるためには、複数対象検出モデルの出力に影響を与える可能性のある逆パッチが必要である。 アンサンブルモデルは有効であることが証明されているが、オブジェクト検出の分野における最近の研究は、通常、全てのモデルの出力の単純な融合に焦点を当てており、物理的世界で効果的に機能する一般的な敵パッチの開発に限定された注意が向けられている。 本稿では,エネルギーの概念を紹介し,逆パッチ生成過程を逆パッチの最適化として扱うことで,'人'カテゴリー全体のエネルギーを最小化する。 さらに, 対人訓練の導入により, 動的に最適化されたアンサンブルモデルを構築した。 トレーニング中、攻撃対象モデルの重みパラメータを調整し、生成された対向パッチが全ての目標モデルに効果的に攻撃できるバランス点を求める。 我々は6つの比較実験を行い、本アルゴリズムを5つの主流物体検出モデルで検証した。 本アルゴリズムにより生成された逆パッチは, YOLOv2 と YOLOv3 の認識精度を 13.19\% と 29.20\% に低減することができる。 また,実世界の敵パッチで被覆されたtシャツの有効性をテストする実験を行い,物体検出モデルでは認識されないことを確認できた。 最後に,Grad-CAMツールを用いて,敵パッチの攻撃機構をエネルギー的観点から検討した。

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