Knowing is Half the Battle: Enhancing Clean Data Accuracy of Adversarial Robust Deep Neural Networks via Dual-Model Bounded Divergence Gating
Notice bibliographique
Résumé
Significant advances have been made in recent years in improving the robustness of deep neural networks, particularly under adversarial machine learning scenarios where the data has been contaminated to fool networks into making undesirable predictions. However, such improvements in adversarial robustness has often come at a significant cost in model accuracy when dealing with uncontaminated data (i.e., clean data), making such defense mechanisms challenging to adapt for real-world practical scenarios where data is primarily clean and accuracy needs to be high. Motivated to find a better balance between adversarial robustness and clean data accuracy, we propose a new model-agnostic adversarial defense mechanism named Dual-model Bounded Divergence (DBD), driven by a theoretical and empirical analysis of the bias-variance trade-off within an adversarial machine learning context. More specifically, the proposed DBD mechanism is premised on the observation that the variance in deep neural networks tends to increase in the presence of adversarial perturbations in the input data. As such, DBD employs a gating mechanism to decide on the final model prediction output based on a novel dual-model variance measure (coined DBD Variance), which is a bounded version of KL-Divergence between models. Not only is the proposed DBD mechanism itself training-free, but it can be combined with existing adversarial defense mechanisms to boost the balance between clean data accuracy and adversarial robustness. Comprehensive experimental results across over 10 different state-of-the-art adversarial defense mechanisms using both CIFAR-10 and ImageNet benchmark datasets across different adversarial attacks (e.g., APGD, AutoAttack) demonstrates that the integration of DBD can lead to as much as a 6% improvement on clean data accuracy without compromising much on adversarial robustness.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».