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专利号: 202410013633X
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高迁移性对抗样本生成方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:将原始图像x输入分类模型f,获取分类模型f第k层中间层输出的特征图fk(x);

步骤2:将原始图像x的随机像素点替换成随机噪音得到随机噪音扰动图像步骤3:将随机噪音扰动图像 输入分类模型f中,分别得到图像原始特征类别标签r的输出 和特征攻击后新生成特征类别标签t的输出 根据 分别进行梯度反向传播到第k层中间层得到图像原始特征梯度 和新生成特征梯度其中,l()表示分类模型输出的类别置信率, 表示随机扰动图像 输入分类模型f后从第k层卷积层输出的特征图, 表示求导;

步骤4:重复步骤2到步骤3,直到预设次数N次,将得到的N个图像原始特征梯度聚合得到 将得到的N个新生成特征梯度聚合得到 其中,C1表示对 的结果求2‑范数的值;C2表示对 的结果求2‑范数的值;

步骤5:构建损失函数 其中,⊙表示对应点的乘积,β表示影响因子,x′表示待确定的对抗样本,fk(x′)表示将x′输入分类模型f后从第k层卷积层输出的特征图;

步骤6:根据损失函数L(x′)构建优化损失函数模型,对优化损失函数模型进行求解,得到最终对抗样本;

所述优化损失函数模型,具体包括:

s.t.||x′‑x||∞≤ε

其中, 表示损失函数L(x′)最小值时的x′;

||x′‑x||∞≤ε表示x′是在ε范围内改动原始图像x的像素点的值得到的对抗样本;||·||∞表示无穷范数,ε表示超参数。

2.根据权利要求1所述的一种高迁移性对抗样本生成方法,其特征在于:所述对优化损失函数模型进行求解,得到最终对抗样本,具体包括:步骤6.1:获取第j轮的牛顿加速样本yj,计算公式如下:yj=x′j+γ·graj

其中:j初始化设置为0时,梯度gra0=0,x′0=x为原始图像;yj表示第j轮的牛顿加速样本,x′j表示第j轮的对抗样本,γ表示牛顿加速控制因子;graj表示第j轮的梯度;

步骤6.2:将yj输入分类模型f后从第k层卷积层输出的特征图fk(yj);

步骤6.3:将fk(yj)代入损失函数L(x′),得到L(yj);

步骤6.4:将L(yj)从中间层反向传播到输入层得到梯度▽xL(yj);

步骤6.5:根据梯度▽xL(yj)计算graj+1,计算公式如下:graj+1=μ·graj+gj

式中:

||·||1表示1‑范数运算,μ表示梯度累积控制因子;

步骤6.6:根据graj+1、x′j计算j+1轮的对抗样本x′j+1,计算公式如下:α表示迭代攻击的步长;

表示对元素值进行裁剪;

其中sign(graj+1)表示:

步骤6.7:重复上述迭代步骤6.1‑步骤6.6,判断迭代次数是否达到预设次数;如果是,则生成最终对抗样本;如果否,则返回步骤6.1。

3.根据权利要求1所述的一种高迁移性对抗样本生成方法,其特征在于:所述步骤4中每次重复步骤2中所添加的噪音、和原始图像中所选取的随机像素点都是不同的。

4.一种计算机可读存储介质,其特征在于:其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1‑3中任一所述的一种高迁移性对抗样本生成方法。

5.一种计算机设备,其特征在于:包括:存储器,用于存储指令;

处理器,用于执行所述指令,使得所述计算机设备执行如权利要求1‑3中任一所述的一种高迁移性对抗样本生成方法的操作。