論文の概要: Robustness Assessment of a Runway Object Classifier for Safe Aircraft Taxiing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00035v4
• Date: Tue, 6 Aug 2024 17:36:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-07 19:31:50.206466
• Title: Robustness Assessment of a Runway Object Classifier for Safe Aircraft Taxiing
• Title（参考訳）: 安全航空機分類のための滑走路物体分類器のロバスト性評価
• Authors: Yizhak Elboher, Raya Elsaleh, Omri Isac, Mélanie Ducoffe, Audrey Galametz, Guillaume Povéda, Ryma Boumazouza, Noémie Cohen, Guy Katz,
• Abstract要約: ディープニューラルネットワーク(DNN)は多くの計算問題の顕著な解決策になりつつある。 本稿では,航空機のタクシー走行時に使用する画像分類器DNNのロバスト性を実証する。 我々は、このDNNの頑健さを、ノイズ、明るさ、コントラストという3つの一般的なイメージ摂動タイプに評価するために、フォーマルな手法を用いています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1454187767262163
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As deep neural networks (DNNs) are becoming the prominent solution for many computational problems, the aviation industry seeks to explore their potential in alleviating pilot workload and in improving operational safety. However, the use of DNNs in this type of safety-critical applications requires a thorough certification process. This need can be addressed through formal verification, which provides rigorous assurances -- e.g.,~by proving the absence of certain mispredictions. In this case-study paper, we demonstrate this process using an image-classifier DNN currently under development at Airbus and intended for use during the aircraft taxiing phase. We use formal methods to assess this DNN's robustness to three common image perturbation types: noise, brightness and contrast, and some of their combinations. This process entails multiple invocations of the underlying verifier, which might be computationally expensive; and we therefore propose a method that leverages the monotonicity of these robustness properties, as well as the results of past verification queries, in order to reduce the overall number of verification queries required by nearly 60%. Our results provide an indication of the level of robustness achieved by the DNN classifier under study, and indicate that it is considerably more vulnerable to noise than to brightness or contrast perturbations.
• Abstract（参考訳）: ディープニューラルネットワーク(DNN)が多くの計算問題の顕著な解決策になりつつあるため、航空業界は、パイロットの作業負荷を緩和し、運用上の安全性を向上させる可能性を探究しようとしている。 しかし、この種の安全クリティカルなアプリケーションにおけるDNNの使用には、徹底的な認証プロセスが必要である。 このニーズは形式的な検証によって対処できるため,厳格な保証 – 例えば - 特定の誤った予測がないことを証明して – が提供される。 本稿では,現在エアバスで開発中の画像分類装置DNNを用いて,航空機のタクシー走行時に使用することを意図した手法を実演する。 我々は、このDNNの頑健さを、ノイズ、明るさ、コントラストという3つの一般的なイメージ摂動タイプに評価するために、フォーマルな手法を用いています。 そこで本稿では,これらのロバスト性特性の単調性と過去の検証クエリの結果を利用して,検証クエリの総数を60%近く削減する手法を提案する。 以上の結果から,DNN分類器は輝度やコントラストの摂動よりも雑音に弱いことが示唆された。

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