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评估语义分割的对抗鲁棒性:努力更为致命

计算机视觉与模式识别 2024-07-15 v1 机器学习

摘要

机器学习模型对经过优化的微小对抗输入扰动极其敏感,这些扰动旨在引起巨大的输出误差。为了衡量这种脆弱性,我们需要可靠的方法来寻找此类对抗扰动。对于图像分类模型,已经出现了经得起时间检验的评估方法。然而,我们认为,在语义分割领域,对抗扰动灵敏度的良好近似需要远超当前被认为满意的工作量。为支持这一论点,我们进行了大规模经验研究,对多个著名的鲁棒分割模型进行重新评估。我们提出了新的攻击方法,并将其与文献中最强的攻击方法相结合。我们对模型的灵敏度进行了细致分析。结果表明,大多数最先进的模型对对抗扰动的灵敏度远高于之前报告的水平。我们还展示了一种尺度偏置:小对象往往更容易受到攻击,即使大对象具有鲁棒性,这一现象未被当前评估指标揭示。我们的结果还表明,需要多样化的强大攻击方法,因为不同模型往往对不同攻击方式脆弱。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.09150,
  title  = {Evaluating the Adversarial Robustness of Semantic Segmentation: Trying Harder Pays Off},
  author = {Levente Halmosi and Bálint Mohos and Márk Jelasity},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.09150},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for ECCV 2024. For the implementation, see https://github.com/szegedai/Robust-Segmentation-Evaluation