Object detection techniques for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) rely on Deep Neural Networks (DNNs), which are vulnerable to adversarial attacks. Nonetheless, adversarial patches generated by existing algorithms in the UAV domain pay very little attention to the naturalness of adversarial patches. Moreover, imposing constraints directly on adversarial patches makes it difficult to generate patches that appear natural to the human eye while ensuring a high attack success rate. We notice that patches are natural looking when their overall color is consistent with the environment. Therefore, we propose a new method named Environmental Matching Attack(EMA) to address the issue of optimizing the adversarial patch under the constraints of color. To the best of our knowledge, this paper is the first to consider natural patches in the domain of UAVs. The EMA method exploits strong prior knowledge of a pretrained stable diffusion to guide the optimization direction of the adversarial patch, where the text guidance can restrict the color of the patch. To better match the environment, the contrast and brightness of the patch are appropriately adjusted. Instead of optimizing the adversarial patch itself, we optimize an adversarial perturbation patch which initializes to zero so that the model can better trade off attacking performance and naturalness. Experiments conducted on the DroneVehicle and Carpk datasets have shown that our work can reach nearly the same attack performance in the digital attack(no greater than 2 in mAP$\%$), surpass the baseline method in the physical specific scenarios, and exhibit a significant advantage in terms of naturalness in visualization and color difference with the environment.


翻译:无人机目标检测技术依赖深度神经网络(DNN),而DNN容易受到对抗性攻击的影响。然而,现有算法在无人机领域生成的对抗性补丁很少关注其自然性。此外,直接在对抗性补丁上施加约束,难以生成既在视觉上自然又能保持高攻击成功率的补丁。我们注意到,当补丁的整体颜色与环境一致时,其外观显得自然。因此,我们提出了一种名为环境匹配攻击(EMA)的新方法,以解决在颜色约束下优化对抗性补丁的问题。据我们所知,本文是首个在无人机领域考虑自然补丁的研究。EMA方法利用预训练稳定扩散模型的强先验知识来引导对抗性补丁的优化方向,其中文本引导可限制补丁的颜色。为了更好地匹配环境,我们适当调整了补丁的对比度和亮度。与直接优化对抗性补丁不同,我们优化了一个初始化为零的对抗性扰动补丁,从而使模型能够更好地权衡攻击性能与自然性。在DroneVehicle和Carpk数据集上的实验表明,我们的工作在数字攻击中能达到几乎相同的攻击性能(mAP百分比差异不超过2),在物理特定场景中优于基线方法,并且在可视化的自然性以及与环境的颜色差异方面展现出显著优势。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2014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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年6月18日
Arxiv
27+阅读 · 2021年11月11日
Knowledge Embedding Based Graph Convolutional Network
Arxiv
24+阅读 · 2021年4月23日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
5+阅读 · 7月28日
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
5+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
8+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
12+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
10+阅读 · 7月26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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2014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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员