利用局部可控偏振投影欺骗基于偏振的视觉
计算机视觉与模式识别
2024-06-21 v2
摘要
偏振是光的基本属性，编码了关于表面形状、材质、光照与观测几何的大量信息。计算机视觉领域已涌现众多基于偏振的视觉应用，如反射去除、偏振形状恢复、透明物体分割与颜色恒常性，部分得益于单芯片单色/彩色偏振传感器的出现使偏振数据获取前所未有的便捷。然而，基于偏振的视觉是否易受对抗攻击？若是，是否可能在物理世界中实现此类攻击而不被人眼察觉？本文警示学界：基于偏振的视觉存在脆弱性，且其严重程度可能甚于基于RGB的视觉。通过改造商用LCD投影仪，我们实现了局部可控的偏振投影，并成功用于欺骗最先进的基于偏振的玻璃分割与颜色恒常性算法。与现有基于RGB视觉的物理攻击始终受制于攻击效力与视觉可察觉性之间的权衡不同，基于偏振投影的对抗攻击为非接触式且视觉不可感知，因为裸眼几乎无法分辨被恶意操控的偏振光与普通照明之差异。这对单色与三色域中基于偏振的视觉构成了前所未有的风险，应予以充分关注并考虑应对措施。
引用
@article{arxiv.2303.17890,
title = {Fooling Polarization-based Vision using Locally Controllable Polarizing Projection},
author = {Zhuoxiao Li and Zhihang Zhong and Shohei Nobuhara and Ko Nishino and Yinqiang Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17890},
year = {2024}
}