生成一段def deepfool(image, net, num_classes=10, overshoot=0.02, max_iter=50):的代码
时间: 2024-03-03 15:51:27 浏览: 159
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以下是生成一段 `deepfool()` 函数的 Python 代码,用于对给定的图像进行深度欺骗攻击:
```python
import torch
import copy
def deepfool(image, net, num_classes=10, overshoot=0.02, max_iter=50):
"""
:param image: 原始图像,大小为 (1, C, H, W)
:param net: 神经网络模型
:param num_classes: 类别数量
:param overshoot: 用于控制步长的超调量
:param max_iter: 最大迭代次数
:return: 对原始图像进行欺骗后得到的新图像,以及欺骗后的标签
"""
# 复制原始图像,避免在原图上进行修改
x = copy.deepcopy(image)
x.requires_grad = True
# 获取原始图像的标签
output = net(x)
_, label = torch.max(output, 1)
label = label.item()
# 初始化欺骗后的图像和标签
pert_image = None
adv_label = None
# 对每个类别进行迭代,直到成功欺骗为止
for k in range(num_classes):
if k == label:
continue
# 复制原始图像,避免在原图上进行修改
w = torch.zeros_like(x).to(x.device)
r_tot = torch.zeros_like(x).to(x.device)
# 开始迭代
for i in range(max_iter):
# 计算梯度
fs = net.forward(x)
fs[0, label].backward(retain_graph=True)
grad_orig = x.grad.data.clone()
# 重置梯度
zero_gradients(x)
# 计算欺骗目标类别的梯度
fs = net.forward(x)
fs[0, k].backward(retain_graph=True)
grad_target = x.grad.data.clone()
# 计算图像扰动
w_i = (grad_target - grad_orig).cpu().detach().numpy()
f_i = (fs[0, k] - fs[0, label]).cpu().detach().numpy()
pert = abs(f_i) / np.linalg.norm(w_i.flatten())
# 计算最小扰动
delta = pert * w_i
r_tot = np.float32(r_tot + delta)
if pert > 0.0:
w = np.float32(w + (delta / pert))
x = x + (1 + overshoot) * torch.from_numpy(delta).to(x.device)
# 限制像素值范围
x = torch.clamp(x, 0, 1)
# 检查是否成功欺骗
if torch.argmax(net(x)) == k:
pert_image = x
adv_label = k
break
if pert_image is not None:
break
return pert_image, adv_label
def zero_gradients(x):
if x.grad is not None:
x.grad.detach_()
x.grad.zero_()
```
该函数实现了 DeepFool 攻击算法,使用 PyTorch 框架实现。输入参数包括原始图像、神经网络模型、类别数量、超调量和最大迭代次数。输出参数包括对原始图像进行欺骗后得到的新图像,以及欺骗后的标签。
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