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含对抗噪声的可压缩信号恢复保证

计算机视觉与模式识别 2019-08-08 v3 密码学与安全 数据结构与算法 机器学习 信号处理 机器学习

摘要

我们为已被噪声损坏的可压缩信号提供恢复保证,并扩展 \cite{bafna2018thwarting} 中引入的框架以防御神经网络免受 0\ell_0 范数、2\ell_2 范数和 \ell_{\infty} 范数攻击。我们的结果具有一般性,可应用于实践中大多数酉变换,并对 0\ell_0 范数、2\ell_2 范数和 \ell_\infty 范数有界噪声成立。在 0\ell_0 范数噪声情形下,我们证明迭代硬阈值(IHT)与基追踪(BP)的恢复保证。对于 2\ell_2 范数有界噪声,我们提供 BP 的恢复保证;对于 \ell_\infty 范数有界噪声情形,我们提供 Dantzig 选择器(DS)的恢复保证。这些保证从理论上支撑了 \cite{bafna2018thwarting} 中引入的防御神经网络对抗对抗输入的框架。最后,我们通过实验证明该防御框架针对一系列 0\ell_02\ell_2\ell_\infty 范数攻击的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.06565,
  title  = {Recovery Guarantees for Compressible Signals with Adversarial Noise},
  author = {Jasjeet Dhaliwal and Kyle Hambrook},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.06565},
  year   = {2019}
}

备注

Theorem 1 updated, \ell_\infty defense added, Lemma 9 added, comp. section updated, abstract updated, and other minor writing edits