基于复合生成对抗网络的对抗样本生成算法研究

对抗样本能够作为训练数据辅助提高模型的表达能力,还能够评估深度学习模型的稳健性.然而,通过在一个小的矩阵范数内扰乱原始数据点的生成方式,使得对抗样本的规模受限于原始数据.为了更高效地获得任意数量的对抗样本,探索一种不受原始数据限制的对抗样本生成方式具有重要意义.鉴于此,提出一种基于生成对抗网络的对抗样本生成模型(multiple attack generative adversarial networks, M-AttGAN).首先,将模型设计为同时训练2组生成对抗网络,分别对原始数据样本分布和模型潜在空间下的扰动分布进行建模;然后,训练完成的M-AttGAN能够不受限制地高效生成带有扰动的对抗样本,为对抗训练和提高深度神经网络的稳健性提供更多可能性;最后,通过MNIST和CIFAT-10数据集上的多组实验,验证利用生成对抗网络对数据分布良好的学习能力进行对抗样本生成是可行的.实验结果表明,相较于常规攻击方法,M-AttGAN不仅能够脱离原始数据的限制生成高质量的对抗样本,而且样本具备良好的攻击性和攻击迁移能力.     

基于生成对抗网络和变分自编码器的离群点检测算法

针对传统离群点检测算法在类极度不平衡的高维数据集中难以学习离群点的分布模式,导致检测率低的问题,提出了一种生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)与变分自编码器(variational auto-encoder,VAE)结合的GAN-VAE算法。算法首先将离群点输入VAE训练,学习离群点的分布模式;然后将VAE与GAN结合训练,生成更多潜在离群点,同时学习正常点与离群点的分类边界;最后将测试数据输入训练后的GAN-VAE,根据正常点与离群点相对密度的差异性计算每个对象的离群值,将离群值高的对象判定为离群点。在四个真实数据集上与六个离群点检测算法进行对比实验,结果表明GAN-VAE在AUC、准确率和F;值上平均提高了5.64%、5.99%和13.30%,证明GAN-VAE算法是有效可行的。     

基于生成对抗网络的多目标类别对抗样本生成算法

深度神经网络在很多领域表现出色,但是研究表明其很容易受到对抗样本的攻击.目前针对神经网络进行攻击的算法众多,但绝大多数攻击算法的攻击速度较慢,因此快速生成对抗样本逐渐成为对抗样本领域的研究重点.AdvGAN是一种使用网络攻击网络的算法,生成对抗样本的速度极快,但是当进行有目标攻击时,其要为每个目标训练一个网络,使攻击的...     

基于条件Wassertein生成对抗网络的图像生成

生成对抗网络(GAN)能够自动生成目标图像,对相似地块的建筑物排布生成具有重要意义.而目前训练模型的过程中存在生成图像精度不高、模式崩溃、模型训练效率太低的问题.针对这些问题,提出了一种面向图像生成的条件Wassertein生成对抗网络(C-WGAN)模型.首先,该模型需要识别真实样本和目标样本之间特征对应关系,然后,...     

生成对抗网络文字生成图像算法综述

生成对抗网络是图像合成的重要方法,也是目前实现文字生成图像任务最多的手段。随着跨模态生成研究不断地深入,文字生成图像的真实度与语义相关性得到了巨大提升,无论是生成花卉、鸟类、人脸等自然图像,还是生成场景图和布局,都取得了较好的成果。同时,文字生成图像技术也存在面临着一些挑战,如难以生成复杂场景中的多个物体,以及现有的评估指标不能准确地评估新提出的文字生成图像算法,需要提出新的算法评价指标。回顾了文字生成图像方法自提出以来的发展状况,列举了近年提出的文字生成图像算法、常用数据集和评估指标。最后从数据集、指标、算法和应用方面探讨了目前存在的问题,并展望了今后的研究方向。     

基于生成对抗网络的图文检索算法

随着互联网上的图片和文本信息呈爆炸式增长,最小化图像和文本两种模态之间的语义鸿沟成为检索系统设计的关键问题。针对图文检索系统的关联性建模需求,研究基于生成对抗网络的图文交叉检索算法,通过博弈对抗方法训练网络模型,对图像和文本两种模态间的语义特征进行关联,将样本特征表示到公共子空间实现了图像和文本的对抗性交叉检索。在INRIA-Websearch、Nuswide-10k和Wiki数据集上实现了图文交叉检索算法,取得了较高的检索效率和准确度。     

基于生成对抗网络的文本生成图像算法

文本生成图像算法对生成图像的质量和文本匹配度有很高的要求. 为了提高生成图像的清晰度, 在现有算法的基础上改进生成对抗网络模型. 加入动态记忆网络、细节校正模块(DCM)、文本图像仿射组合模块(ACM)来提高生成图片的质量. 其中动态记忆网络可以细化模糊图像并选择重要的文本信息存储, 以提高下一阶段生成图像的质量. DCM纠正细节, 完成合成图像中缺失部分. ACM编码原始图像特征, 重建与文本描述无关的部分. 改进后的模型实现了两个目标, 一是根据给定文本生成高质量的图片, 同时保留与文本无关的内容. 二是使生成图像不再较大程度依赖于初始图像的生成质量. 通过在CUB-200-2011鸟类数据集进行研究实验, 结果表明相较之前的算法模型, FID (Frechet inception)有了显著的改善, 结果由16.09变为10.40. 证明了算法的可行性和先进性.     

基于条件生成对抗网络的水下图像增强算法

针对由于光在水中传播所带来的影响,导致所获得的水下图像不清晰以及颜色失真的问题,提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的水下图像增强算法.为了达到更好的增强效果,利用完全配对的水下图像与清晰图像进行模型的训练,通过端到端的方式获取增强图像.在生成网络模型中,采用U-Net网络结构进行网络的信息减负,同时为了捕捉到更...     

基于对抗生成网络的缺陷定位模型域数据增强方法

缺陷定位获取并分析测试用例集的运行信息, 从而度量出各个语句为缺陷的可疑性. 测试用例集由输入域数据构建, 包含成功测试用例和失败测试用例两种类型. 由于失败测试用例在输入域分布不规律且比例很低, 失败测试用例数量往往远少于成功测试用例数量. 已有研究表明, 少量失败测试用例会导致测试用例集出现类别不平衡问题, 严重影响着缺陷定位有效性. 为了解决这个问题, 提出基于对抗生成网络的缺陷定位模型域数据增强方法. 该方法基于模型域(即缺陷定位频谱信息)而非传统输入域(即程序输入), 利用对抗生成网络合成覆盖最小可疑集合的模型域失败测试用例, 从模型域上解决类别不平衡的问题. 实验结果表明, 所提方法大幅提升了11种典型缺陷定位方法的效能.     

基于改进生成对抗网络的动漫人物头像生成算法

针对已有的动漫人物头像生成方法中生成结果的多样性较差,且难以准确地按照用户想法按类生成或按局部细节生成的问题,基于含辅助分类器的对抗生成网络(ACGAN),结合互信息理论、多尺度判别等提出了一种改进模型LMV-ACGAN(Latent label attached Multi scale ACGAN with impr...     

基于双向生成对抗网络的图像超分辨率算法

基于深度学习的图像超分辨率重建算法不能很好地处理现实生活中有多种复杂噪声干扰的低分辨率图片,提出一种双向的生成对抗网络,引入下采样网络及重建网络联合学习的方法.下采样网络模拟生成现实生活中有复杂噪声及受运动干扰的低分辨率图片,重建网络将模拟生成的低分辨率图片恢复为细节清晰的高分辨率图片.实验结果表明,该算法能够重建出视觉效果良好的超分辨率图像,在Set5、DIV2 K等通用测试集上,其客观评价指标(PSNR、SSIM)对比于SRGAN方法分别提高了约0.9 dB,0.25.     

基于二分生成对抗网络的图像翻译

翻译算法自从提出以来受到研究者的广泛关注,基于生成对抗网络的图像翻译方法在图片风格转化、图像修复、超分辨率生成等领域得到广泛应用。针对生成对抗网络图像翻译方法框架过于庞大的缺点,提出了一种改进的生成对抗网络算法:二分生成对抗网络(BGAN)。BGAN引入二分生成器结构代替双生成器-判别器结构,神经网络模型相比以往方法资源消耗更少。实验结果表明,BGAN与其他图像翻译算法相比而言,生成的图样样本更清晰、质量更好。     

基于生成对抗网络的图像修复算法

为解决当前基于生成对抗网络的深度学习网络模型在面对较复杂的特征时存在伪影、纹理细节退化等现象, 造成视觉上的欠缺问题, 提出了连贯语义注意力机制与生成对抗网络相结合的图像修复改进算法. 首先, 生成器使用两阶段修复方法, 用门控卷积替代生成对抗网络的普通卷积, 引入残差块解决梯度消失问题, 同时引入连贯语义注意力机制提升生成器对图像中重要信息和结构的关注度; 其次, 判别器使用马尔可夫判别器, 强化网络的判别效果, 将生成器输出结果进行反卷积操作得到最终修复后的图片. 通过修复结果以及图像质量评价指标与基线算法进行对比, 实验结果表明, 该算法对缺失部分进行了更好地预测, 修复效果有了更好的提升.     

基于生成对抗网络的图像修复

针对现有图像修复算法存在受损区域的形状和大小受限以及修复痕迹明显、修复边缘不连续的问题,文中提出一种基于生成对抗网络的图像修复方法。该方法采用生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)这种新的生成模型作为基本架构,结合Wasserstein距离,同时融入条件对抗网络(CGAN)的思想;以破损图像作为附加条件信息,采用对抗损失与内容损失相结合的方式来训练网络模型,以修复破损区域。此方法能够修复大多数破损情况下的图像。在CelebA和LFW两个数据集上的实验结果表明,所提方法能够取得很好的修复效果。     

基于生成对抗网络的主机入侵风险识别

随着互联网的发展,针对主机漏洞发起的入侵层出不穷,计算机安全问题日益突出,基于深度学习的入侵检测成为研究热点,但仍然存在攻击训练样本少以及无法有效检测未知攻击的问题.基于AC-GAN和LS-GAN,设计并实现主机入侵风险识别网络TR-GAN,该模型能有效解决梯度偏移或梯度消失的问题.TR-GAN相较于AC-GAN及LS-GAN,不但风险识别准确率更稳定,最大识别准确率达到80％,且其风险样本生成模块能在较少训练迭代轮数下就生成与真实攻击样本具有相同特征的攻击样本.生成的攻击样本不但可以作为训练样本的补充,而且可作为部署系统安全策略的参考.     

改进的生成对抗网络图像去噪算法

由于图像噪声的存在会干扰人对图像的理解,为了有效地去除噪声并获得比较好的视觉观感,提出一种基于生成对抗网络算法,该算法通过增加生成网络的宽度来获取更多的图像特征,并加入一个全局残差对输入的噪声图像进行特征的提取与学习,避免特征的丢失.网络采用对抗损失和重建损失的加权和,在去除噪声的同时能够有效地保留图像的细节信息.实验结果表明,该算法能够有效地去除图像噪声,改善图像的视觉观感.     

改进的生成对抗网络图像去噪算法

由于图像噪声的存在会干扰人对图像的理解,为了有效地去除噪声并获得比较好的视觉观感,提出一种基于生成对抗网络算法,该算法通过增加生成网络的宽度来获取更多的图像特征,并加入一个全局残差对输入的噪声图像进行特征的提取与学习,避免特征的丢失.网络采用对抗损失和重建损失的加权和,在去除噪声的同时能够有效地保留图像的细节信息.实验结果表明,该算法能够有效地去除图像噪声,改善图像的视觉观感.     

基于生成对抗网络的无目标深度检索哈希攻击算法

近年来深度哈希技术被广泛研究,可应用于大规模图像检索且取得了良好的性能,然而其安全性问题却相对被忽视.为此,本文提出了一种针对深度检索哈希的无目标攻击算法,可用于深度检索哈希的鲁棒性评估和优化设计.在该算法中我们构建了一个用于获得无目标攻击对抗样本的生成对抗网络模型UntargetedGAN.模型训练过程中,首先利用原型网络（PrototypeNet）将图像标签转换为原型网络编码,之后结合原型网络编码、解码器和鉴别器进行联合训练得到期望的UntargetedGAN模型;在测试阶段输入查询图像及其标签即可快速生成对抗样本.实验结果表明,UntargetedGAN生成的对抗样本可有效实现无目标攻击,且与现有的无目标攻击算法相比在攻击性能和对抗样本生成效率方面有显著提升.