深度神经网络中注意力模块的对抗鲁棒性分析

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郭兴熠1,  唐晨欢2,  陈洁1,  贾世杰1*

1. 大连交通大学, 自动化与电气工程学院, 辽宁大连 116028

2. 天津轨道交通集团有限公司, 天津 300392

摘     要: 注意力机制源自于对人类视觉的研究,通过将值得注意的部分提高权重,进而提高模型的准确率,现有的注意力有通道注意力,空间注意力以及混合模型。注意力在提高模型的准确率上的发展很充分,但在对抗攻击的影响下,注意力对模型的对抗鲁棒性的影响并未得到充分的研究。本文的目的是探究注意力对模型鲁棒性的影响。本文将常用的注意力SENet、CBAM、ECANet、SGE、SKNet等与常用的分类模型ResNet相结合,从头训练模型权重,对比结合模型的对抗鲁棒性,此外还通过与高斯、椒盐噪声的对比,体现注意力对普通噪声的影响。本文在前人的鲁棒性公式基础上,提出了对抗鲁棒性公式,对不同网络不同扰动参数的对抗样本进行统一测评。证明了注意力的结构对模型鲁棒性是有影响的,SKNet、SGE、CBAM在18层模型中会提高模型的鲁棒性,随着模型深度的加深,注意力对模型鲁棒性有负向的提升,注意力对高斯、椒盐噪声有很好的鲁棒性,但也随网络的加深,体现出负向提升。
关 键 词: 深度神经网络; 注意力机制; 对抗样本; 对抗鲁棒性
DOI: 10.57237/j.se.2023.01.005
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