論文の概要: Robust Representation Consistency Model via Contrastive Denoising

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.13094v1
• Date: Wed, 22 Jan 2025 18:52:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 16:53:52.026010
• Title: Robust Representation Consistency Model via Contrastive Denoising
• Title（参考訳）: コントラストデノイングによるロバスト表現一貫性モデル
• Authors: Jiachen Lei, Julius Berner, Jiongxiao Wang, Zhongzhu Chen, Zhongjia Ba, Kui Ren, Jun Zhu, Anima Anandkumar,
• Abstract要約: ランダムな平滑化は、敵の摂動に対する堅牢性を証明する理論的保証を提供する。 拡散モデルは、ノイズ摂動サンプルを浄化するためにランダムな平滑化に成功している。 我々は,画素空間における拡散軌跡に沿った生成的モデリングタスクを,潜在空間における識別的タスクとして再構成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 83.47584074390842
• License:
• Abstract: Robustness is essential for deep neural networks, especially in security-sensitive applications. To this end, randomized smoothing provides theoretical guarantees for certifying robustness against adversarial perturbations. Recently, diffusion models have been successfully employed for randomized smoothing to purify noise-perturbed samples before making predictions with a standard classifier. While these methods excel at small perturbation radii, they struggle with larger perturbations and incur a significant computational overhead during inference compared to classical methods. To address this, we reformulate the generative modeling task along the diffusion trajectories in pixel space as a discriminative task in the latent space. Specifically, we use instance discrimination to achieve consistent representations along the trajectories by aligning temporally adjacent points. After fine-tuning based on the learned representations, our model enables implicit denoising-then-classification via a single prediction, substantially reducing inference costs. We conduct extensive experiments on various datasets and achieve state-of-the-art performance with minimal computation budget during inference. For example, our method outperforms the certified accuracy of diffusion-based methods on ImageNet across all perturbation radii by 5.3% on average, with up to 11.6% at larger radii, while reducing inference costs by 85$\times$ on average. Codes are available at: https://github.com/jiachenlei/rRCM.
• Abstract（参考訳）: 深いニューラルネットワーク、特にセキュリティに敏感なアプリケーションにおいて、ロバスト性は不可欠である。 この目的のために、ランダム化された平滑化は、敵の摂動に対する堅牢性を証明する理論的保証を提供する。 近年, 拡散モデルは, 標準分類器を用いて予測を行う前に, ノイズ摂動サンプルを浄化するために, ランダム化平滑化に成功している。 これらの手法は小さな摂動半径で優れるが、より大きな摂動に悩まされ、古典的な手法に比べて推論中にかなりの計算オーバーヘッドが生じる。 そこで本研究では,画素空間における拡散軌跡に沿った生成的モデリングタスクを,潜在空間における識別的タスクとして再構成する。 具体的には、時間的隣接点を整列させて、軌道に沿った一貫した表現を実現するために、インスタンス判別を用いる。 学習した表現に基づいて微調整を行った結果,1つの予測によって暗黙的な音素分類が可能となり,推論コストを大幅に削減する。 各種データセットに対する広範な実験を行い、推論中に最小限の計算予算で最先端の性能を達成する。 例えば、この手法は、すべての摂動半径における画像ネット上の拡散に基づく手法の精度を平均5.3%向上させ、最大で11.6%、推論コストを平均85$\times$に下げる。 コードは、https://github.com/jiachenlei/rRCM.comで入手できる。

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