基于局部遮挡人脸识别的对抗攻击方法研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peterpetersxs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,伴随着深度学习研究的热潮,人脸识别研究有了全新的进展。特别是近两年因为新冠肺炎疫情的原因,遮挡人脸识别的需求急剧增加,基于遮挡人脸识别技术的研究也呈现出“百花齐放”的形式,并且已经被广泛应用到很多现实场景中,如安防、交通、娱乐、刑侦等。与此同时,许多研究表明了深度学习模型面临着许多安全隐患问题。其中,在人脸识别任务中,通过对人脸图像进行微小的扰动,就可以使识别模型出现错误识别的情况。所以,针对真实世界人脸识别模型的安全问题的研究是非常有必要的。但是,目前针对深度学习模型的大多对抗攻击算法都有相应的限制,无法在遮挡人脸识别环境中取得很好的攻击效果。基于真实世界对于遮挡人脸识别的迫切需求和广泛应用,对遮挡人脸识别的对抗攻击的研究不仅对大数据时代人脸隐私保护有重要意义,同时对遮挡人脸的防御识别任务与提高鲁棒性也有一定的指导性。因此,本文选取基于卷积神经网络的遮挡人脸识别模型作为待攻击模型,以白盒攻击为研究目标,开展了基于局部遮挡人脸识别对抗攻击方法的相关研究。如下:(1)提出了基于FGSM算法的遮挡人脸迁移攻击方法。因为现实环境多为黑盒模型,攻击者很难知晓被攻击模型的一些关键参数和网络结构等信息。因此,借鉴了黑盒迁移攻击的算法思想,本文提出了A-FGSM-MA算法攻击替代模型产生对抗样本利用生成的对抗样本攻击目标模型完成黑盒攻击任务。该算法的损失函数为原始样本与对抗样本的余弦相似度,将阈值设定为0.8作为攻击成功的条件,同时为了避免图像变化过大,通过注意力机制确定攻击区域,迭代多步添加扰动,并设置了阈值超参数a,用来限制扰动波动的范围和大小,使得到的对抗样本不易被人眼察觉,改善视觉质量问题。本文使用Arc Face、Face Net、VGGFace模型中的任意一个模型作为攻击的目标模型,余下的两个模型作为攻击的替代模型。实验数据表明本文提出的算法黑盒攻击率高于FGSM等经典算法,并且生成的对抗样本的质量较好。(2)提出了基于改进AdvCam的口罩人脸对抗样本生成算法。针对当前疫情情况下人们在公共场合佩戴口罩的现象,利用基于真实世界的物理攻击的思想,本文提出的改进AdvCam算法使得生成的对抗样本具有很好的不可见性和迁移性。该算法通过改进AdvCam算法对于口罩区域生成扰动,形成的对抗扰动被隐藏在预期的风格样式图片中,人眼很难察觉到,具有很好的隐蔽性和攻击性。本文使用的是Arc Face模型作为攻击的目标模型,Face Net、VGGFace模型作为对抗样本迁移性的对比实验模型。实验结果证明本文提出的该算法相比于原始AdvCam算法提高了对抗样本迁移性。
其他文献
近年来,系统性农药因具有良好的内吸性广泛应用于农业活动中,然而许多研究表明系统性农药在环境和环境介质中的检出率呈不断上升的趋势,同时越来越多的研究提出并论证了系统性农药的潜在环境风险,因此,对于环境中系统性农药残留的监测显得尤为重要。为减少病虫害侵袭,保证作物品质,大多数开花作物需接受农药处理。蜜蜂作为重要的授粉昆虫,对于植物花粉和花蜜的广泛采集活动,是蜜蜂作为近场实验生物监测模型的基础。以往的研
学位
本论文以氧化锌(ZnO)为主要研究材料,采用水热法和电化学沉积法成功制备出了不同暴露晶面、不同形貌特征的ZnO纳米粉末材料和具有球状颗粒的ZnO电极。以空气中NO污染物和废水中环丙沙星抗生素为目标污染物,探究了ZnO对两者的氧化去除机理。主要研究内容和结论如下:(1)光催化氧化是减少空气中NO污染物的重要途径,半导体氧化物的晶面工程可以提高光催化效率。使用水热法合成了具有不同暴露晶面的ZnO纳米颗
学位
汞(Hg),一种具有高毒性的全球性污染物,以无机和有机多种形态普遍存在于各种环境介质中。由于各形态汞的环境行为和毒性存在较大差异,其形态转化势必会影响汞的生物地球化学循环及毒性。其中,水体汞还原是汞生物地球化学循环的重要组成部分,该过程一方面可限制水体甲基汞的产率,减少甲基汞的富集;另一方面可推动水体零价汞的释放,促进零价汞的全球循环。而水体汞还原主要在光诱导下发生,多种环境参数如光照强度、溶解性
学位
离子的吸附与交换能力是土壤中最重要的物理化学性质之一,与土壤自净能力、土壤保肥能力、土壤侵蚀、土壤团聚体的形成和稳定密切相关。前人提出了众多描述土壤/黏土矿物界面离子交换吸附的模型,但大多都是经验或半经验模型,并不能很好地解释土壤中离子交换吸附动力学机理,这是因为人们忽视了矿物颗粒的表面所带电荷在固/液界面附近形成的高达10~8V m-1的非对称强电场。近年来,有研究者在考虑固/液界面存在非均匀强
学位
大部分有机碳富集在土壤表层,降雨过程中雨滴对表层土壤结构的破坏,土壤颗粒受到雨滴击溅而破碎,有机碳释放,导致侵蚀带走的泥沙通常有机碳含量较高,随着径流的分离和搬运,密度较低的细颗粒和颗粒结合态有机碳随着径流优先转移,并且一部分有机碳暴露于易于发生矿化的生态环境当中发生矿化反应而释放,一部分随着径流迁移,分离的土壤连同土壤有机碳,在景观环境中输移和再分布。目前,次降雨过程中不同土地利用下径流碳与泥沙
学位
随着我国经济的快速发展,禽蛋消费量逐年增长。为满足市场需求,家禽养殖数量剧增,且集约化和规模化程度越来越高。为节约成本,避免鸡只交叉感染等风险,形成了蛋鸡养殖场和育雏鸡场分离的养殖模式。由于雏鸡对环境敏感,这对集约化育雏鸡场的雏鸡生长环境提出了更高的要求。在我国北方寒冷的冬季,由于外界气温较低,规模化育雏鸡舍多采用能综合调控整个鸡舍供暖和通风换气的热水散热风机供暖系统进行集体供暖。夏季通常采用纵向
学位
双酚A(BPA)是世界上生产和使用量最大的化工产品之一,被广泛应用于农药、涂料、增塑剂、阻燃剂、环氧树脂和聚碳酸酯等化工产品的生产,由于这些产品的频繁使用和低效处置,导致BPA可以通过多种途径进入环境,其类雌激素毒害作用会严重影响人类饮用水安全和身体健康。目前,废水中BPA的去除方法主要有吸附、混凝沉淀、生物降解、Fenton氧化、光催化氧化和臭氧氧化等方法,但这些技术存在降解效率低、处理时间长、
学位
目的:分析近十年六西格玛管理在护理质量应用现状。方法:检索中国知网与万方数据库2012年1月至2021年12月收录的六西格玛管理应用于护理质量领域的实例类文献,借助End Note和Cite Space软件开展分析。结果:共纳入116篇论文。文献特征方面:2020年发文量最多,有19篇;论文分布于69种中文期刊,核心期刊发文占比7.76%;三级医院占比85.34%。文献内容分析方面:项目实施前涉及
期刊
矿区砷污染日益严重,由于雨水淋溶,大量的砷迁移进入周围环境中造成了不可忽视的影响。湖南省石门县黄水溪是典型的碱性溪流,其地层为碳酸盐地层。湖南石门雄黄矿开采了千年,大量的尾矿、矿渣等残留,持续污染周围环境。黄水溪作为该地区唯一流域深受其害。据调查,黄水溪中砷通量一年高达5.7 t,砷变化范围在0.25-10.43 mg/L之间,且随季节性变化而变化。尽管如此,关于黄水溪中砷浓度昼夜变化规律还未有研
学位
农业面源污染是我国水体主要污染源,已成为影响农业农村经济发展和农村生态可持续的重要因素。种植业排放的氮磷污染在整个农业源中占有较大的比例,控制好农田面源污染是实现农业面源污染有效防治的必经之路。在农田面源污染防治中,政府和农户之间存在互动的博弈关系,农户所追求的自身经济效益最大化与政府所追求的整个社会利益最大化之间存在利益冲突,这是农田面源污染防治乏力的一个重要原因。因此,本文基于演化博弈理论,对
学位