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RetrievalGuard:可证明鲁棒的1近邻图像检索

信息检索 2022-06-23 v1 机器学习

摘要

近期的研究工作表明,图像检索模型易受对抗攻击,其中略微修改的测试输入可能导致有问题的检索结果。在本文中,我们旨在设计一种可证明鲁棒的图像检索模型,使最重要的评价指标Recall@1对对抗扰动保持不变。我们提出了首个1近邻(NN)图像检索算法RetrievalGuard,该算法对于可计算半径的2\ell_2球内的对抗扰动具有可证明的鲁棒性。挑战在于设计一种可证明鲁棒的算法,该算法需考虑1-NN搜索和嵌入空间的高维特性。在算法上,给定一个基础检索模型和一个查询样本,我们通过仔细分析高维嵌入空间中的1-NN搜索过程,构建了一个平滑检索模型。我们证明该平滑检索模型具有有界的Lipschitz常数,因此检索分数对2\ell_2对抗扰动保持不变。在图像检索任务上的实验验证了我们的RetrievalGuard方法的鲁棒性。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.11225,
  title  = {RetrievalGuard: Provably Robust 1-Nearest Neighbor Image Retrieval},
  author = {Yihan Wu and Hongyang Zhang and Heng Huang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11225},
  year   = {2022}
}

备注

accepted by ICML 2022