State-of-the-art machine learning models can be vulnerable to very small input perturbations that are adversarially constructed. Adversarial training is an effective approach to defend against such examples. It is formulated as a min-max problem, searching for the best solution when the training data was corrupted by the worst-case attacks. For linear regression problems, adversarial training can be formulated as a convex problem. We use this reformulation to make two technical contributions: First, we formulate the training problem as an instance of robust regression to reveal its connection to parameter-shrinking methods, specifically that $\ell_\infty$-adversarial training produces sparse solutions. Secondly, we study adversarial training in the overparameterized regime, i.e. when there are more parameters than data. We prove that adversarial training with small disturbances gives the solution with the minimum-norm that interpolates the training data. Ridge regression and lasso approximate such interpolating solutions as their regularization parameter vanishes. By contrast, for adversarial training, the transition into the interpolation regime is abrupt and for non-zero values of disturbance. This result is proved and illustrated with numerical examples.


翻译:最先进的机器学习模式很容易受到极小的投入干扰,这种干扰是对抗性构筑的。 反向培训是抵御这类例子的有效方法。 它是一个微轴问题,在培训数据被最坏的攻击腐蚀时寻找最佳解决办法。 对于线性回归问题,对抗性培训可以被发展成一个螺旋问题。 我们利用这一重新拟订方法作出两项技术贡献: 首先,我们将培训问题作为强力回归的例子,以揭示其与参数缩小方法的联系,特别是$\ell ⁇ infty$-对抗性培训产生稀有的解决办法。 其次,我们研究过度分计制制度下的对抗性培训,即当比数据有更多的参数时。我们证明,有小扰动的对抗性培训提供了解决办法,其最小的调控点是培训数据。 山脊回归和拉伸缩非常接近这种内插式解决办法,因为它们的校正参数消失。 相比之下,对于对抗性培训而言,向内部垄断制度的过渡是突然的,非零值的扰动。 其结果用数字来说明。

0
下载
关闭预览

相关内容

线性回归是利用数理统计中回归分析,来确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法,运用十分广泛。其表达形式为y = w'x+e,e为误差服从均值为0的正态分布。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
70+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Feature Denoising for Improving Adversarial Robustness
Arxiv
15+阅读 · 2018年12月9日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员