[發明專利]一種基于交通標志目標檢測器改進的對抗樣本生成方法

有效

• 申請號: 202110086415.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112818783B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 季一木;田鵬浩;劉尚東;王汝傳
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06V20/58
• 分類號: G06V20/58;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06V10/774;G06V10/764
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種基于交通標志目標檢測器改進的對抗樣本生成方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：通過隨機RGB圖像生成算法生成一個初始對抗樣本；

步驟2：選取圖像作為原始訓練樣本，將圖像上的交通標志作為對抗目標；所有原始訓練樣本構成原始訓練樣本集；

步驟3：基于Tiny-YOLO目標檢測器，通過非極大值抑制算法對原始訓練樣本進行交通標志檢測，得到各原始訓練樣本上交通標志的檢測框；

步驟4：對對抗樣本進行數據增強操作后附加在各原始訓練樣本的檢測框中心位置形成敵對訓練樣本；

步驟5：基于Tiny-YOLO目標檢測器，通過非極大值抑制算法對敵對訓練樣本進行交通標志檢測，計算相對于原始訓練樣本交通標志在敵對訓練樣本中仍被檢測到的置信度；通過置信度衡量對抗樣本性能的損失函數；

步驟6：通過網絡的反向傳播，使用Adam優化器改變對抗樣本的像素值，生成新的對抗樣本；

步驟7：重復執行步驟4～6，直至對抗樣本性能的損失函數收斂或達到迭代次數，得到最終的對抗樣本。

2.根據權利要求1所述的基于交通標志目標檢測器改進的對抗樣本生成方法，其特征在于：所述步驟5中，通過置信度衡量對抗樣本性能的損失函數，該損失函數通過下式計算：

L＝αL_nps+βL_tv+L_obj+L_det

其中：L_nps為對抗樣本非打印性得分的損失函數，L_tv為對抗樣本總變化得分的損失函數，L_obj為對抗檢測器或者分類器攻擊的損失函數，L_det＝E[d(t(p'),t(p))]，t(p)為攝像頭與對抗樣本p的真實的視覺距離，t(p')為預測得到的攝像頭與對抗樣本p的視覺距離，E[d(t(p'),t(p))]表示t(p)和t(p')最小值的損失函數；α和β為系統參數。

3.根據權利要求1所述的基于交通標志目標檢測器改進的對抗樣本生成方法，其特征在于：所述步驟4中，對抗樣本進行數據增強操作，數據增強操作包括隨機正向或反向旋轉一定角度、隨機放大或縮小、添加隨機噪聲、隨機改變亮度和對比度中的一個或兩個以上。

4.根據權利要求1所述的基于交通標志目標檢測器改進的對抗樣本生成方法，其特征在于：所述初始對抗樣本為矩形或正方向，初始對抗樣本的面積為原始訓練樣本的1//6～1/8。

5.根據權利要求1所述的基于交通標志目標檢測器改進的對抗樣本生成方法，其特征在于：所述初始對抗樣本為300×300像素的正方形圖片。