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Enregistrement W4389989966 · doi:10.32469/10355/88910

Fast and robust deep neural networks design

2020· dissertation· en· W4389989966 sur OpenAlexfundno aff
Zhiqun Zhao

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdversarial Robustness in Machine Learning
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesCanadian Institute for Advanced ResearchNvidia
Mots-clésComputer sciencePixelArtificial intelligenceDeep learningSmoothingSensitivity (control systems)Artificial neural networkNorm (philosophy)Pattern recognition (psychology)Machine learningComputer visionEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In the past few years, we have witnessed a rapid development of deep neural networks in computer vision, from basic image classiffcation tasks to some more advanced applications e.g. object detection and semantic segmentation. Inspire of its great success, there exists two challenges of deep neural networks real-world applications: its computational cost and vulnerability. Thus we are aimed to deal with these two problems in this thesis. To speed up deep networks, we propose a L1-Norm based low-rank approximation method to reduce oat operations based on the alternating direction method (ADM) in Chapter 2. Our experimental results on public datasets, including CIFAR-10 and ImageNet, demonstrate that this new decomposition scheme outperforms the recently developed L2-norm based nonlinear decomposition method. To defend against adversarial examples, we develop a novel pre-processing alogrithm based on image restoration to remove adversarial attack noise in Chapter 3. We detect high-sensitivity which have signiffcant contributions to the image classiffcation performance. Then we partition the image pixels into the two groups: high-sensitivity and low-sensitivity keypoints. For the low-sensitivity pixels, we use the existing total variation (TV) norm-based image smoothing. For the high-sensitivity pixels, we develop a structure-preserving low-rank image completion methods. Based on matrix analysis and optimization, we have derived an iterative solution for this optimization problem. This high-sensitivity points detection helps us to improve the defense against white-box attack BPDA. However, in our keypoints defense we only remove and recover a few part of pixels, which indicates there are still many perturbation over the whole image. In Chapter 4, we propose a novel image completion algorithm structure-preserving progressive lowrank image completion (SPLIC ) based on smoothed rank function (SRF) in which we can reconstruct a image with over 50 percent removed pixels. In SPLIC, we randomly remove over 50 percent pixels on the image and then do matrix completion by low-rank approximation to remain the global structure of the image. Differ from other lowrank methods, we replace nuclear norm by smoothed rank function (SRF) for its closer rank function approximation. We introduce total variance (TV) regularization to improve image reconstruction, and then combine total variance (TV) norm de-noising to further remove the perturbation over the whole image. Then we train the network on the SPLIC images. The experimental results show our SPLIC outperforms other pre-processing methods in image reconstruction, gray-box and black-box scenario.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,019
Tête enseignante GPT0,247
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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