Adversarial training is an important topic in robust deep learning, but the community lacks attention to its practical usage. In this paper, we aim to resolve a real-world application challenge, i.e., training a model on an imbalanced and noisy dataset to achieve high clean accuracy and robustness, with our proposed Omnipotent Adversarial Training (OAT). Our strategy consists of two innovative methodologies to address the label noise and data imbalance in the training set. We first introduce an oracle into the adversarial training process to help the model learn a correct data-label conditional distribution. This carefully-designed oracle can provide correct label annotations for adversarial training. We further propose logits adjustment adversarial training to overcome the data imbalance challenge, which can help the model learn a Bayes-optimal distribution. Our comprehensive evaluation results show that OAT outperforms other baselines by more than 20% clean accuracy improvement and 10% robust accuracy improvement under the complex combinations of data imbalance and label noise scenarios. The code can be found in https://github.com/GuanlinLee/OAT.


翻译:对抗训练是鲁棒深度学习中的重要课题,但学术界对其实际应用场景的关注仍显不足。本文旨在解决一个现实应用挑战:在含噪声且类别不平衡的数据集上训练模型,同时实现高清洁准确率与鲁棒性。为此,我们提出通用对抗训练方法(Omnipotent Adversarial Training, OAT)。该策略包含两项创新技术,分别应对训练集中的标签噪声与数据不平衡问题。首先,我们在对抗训练过程中引入一个"预言机"(oracle),引导模型学习正确的数据-标签条件分布。这一精心设计的预言机可为对抗训练提供准确的标签标注。其次,我们提出对数几率调整对抗训练(logits adjustment adversarial training)以克服数据不平衡挑战,帮助模型学习贝叶斯最优分布。综合评估结果表明,在数据不平衡与标签噪声的复杂组合场景下,OAT相比其他基线方法在清洁准确率上提升超过20%,鲁棒准确率提升超过10%。代码开源地址:https://github.com/GuanlinLee/OAT。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2021年8月2日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
最新内容
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
0+阅读 · 30分钟前
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
0+阅读 · 34分钟前
美陆军-工业界协同推进反无人机系统技术发展
专知会员服务
1+阅读 · 56分钟前
《跨域指挥背景下的领导力发展》最新报告
专知会员服务
0+阅读 · 今天8:40
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
10+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
8+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员