Current adversarial attacks on motion estimation, or optical flow, optimize small per-pixel perturbations, which are unlikely to appear in the real world. In contrast, adverse weather conditions constitute a much more realistic threat scenario. Hence, in this work, we present a novel attack on motion estimation that exploits adversarially optimized particles to mimic weather effects like snowflakes, rain streaks or fog clouds. At the core of our attack framework is a differentiable particle rendering system that integrates particles (i) consistently over multiple time steps (ii) into the 3D space (iii) with a photo-realistic appearance. Through optimization, we obtain adversarial weather that significantly impacts the motion estimation. Surprisingly, methods that previously showed good robustness towards small per-pixel perturbations are particularly vulnerable to adversarial weather. At the same time, augmenting the training with non-optimized weather increases a method's robustness towards weather effects and improves generalizability at almost no additional cost.


翻译:当前针对运动估计(或光流)的对抗性攻击通常优化微小的逐像素扰动,这类扰动在现实世界中几乎不会出现。相比之下,恶劣天气条件构成更具现实意义的威胁场景。因此,本文提出一种新颖的运动估计攻击方法,利用对抗优化的粒子模拟雪花、雨线或雾团等天气效应。我们攻击框架的核心是可微粒子渲染系统,该系统能将粒子(i)在多个时间步长上保持一致性,(ii)集成到三维空间中,(iii)并具有照片级真实感外观。通过优化,我们获得了能显著影响运动估计的对抗性天气。令人惊讶的是,此前在微小逐像素扰动下展现出良好鲁棒性的方法,反而特别容易受到对抗性天气的攻击。同时,使用非优化的天气进行训练增强,能以几乎为零的额外成本提升方法对天气效应的鲁棒性并改善泛化能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月31日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月25日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Adversarial Transfer Learning
Arxiv
12+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员