本文旨在解释刚被二进制标签监督时,深泡检测模型如何学习图像的人工制品特征。为此,从图像匹配的角度提出了三个假设,如下所示。 1. DeepFake检测模型指出了基于既不是与源相关又不相关的视觉概念的真实/假图像,也就是说,考虑到与伪影这样的视觉概念。 2.除了对二进制标签的监督外,DeepFake检测模型还通过训练集中的FST匹配(即匹配的伪造,源,目标图像)隐含地学习与伪影相关的视觉概念。 3.通过原始训练集中的FST匹配,隐式学习的人工构图概念容易受到视频压缩的影响。在实验中,在各种DNN中验证了上述假设。此外,基于这种理解,我们提出了FST匹配的DeepFake检测模型,以提高压缩视频中伪造检测的性能。实验结果表明,我们的方法实现了出色的性能,尤其是在高度压缩的(例如C40)视频上。
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最近,由于社交媒体数字取证中的安全性和隐私问题,DeepFake引起了广泛的公众关注。随着互联网上广泛传播的深层视频变得越来越现实,传统的检测技术未能区分真实和假货。大多数现有的深度学习方法主要集中于使用卷积神经网络作为骨干的局部特征和面部图像中的关系。但是,本地特征和关系不足以用于模型培训,无法学习足够的一般信息以进行深层检测。因此,现有的DeepFake检测方法已达到瓶颈,以进一步改善检测性能。为了解决这个问题,我们提出了一个深度卷积变压器,以在本地和全球范围内纳入决定性图像。具体而言,我们应用卷积池和重新注意事项来丰富提取的特征并增强功效。此外,我们在模型训练中采用了几乎没有讨论的图像关键框架来改进性能,并可视化由视频压缩引起的密钥和正常图像帧之间的特征数量差距。我们最终通过在几个DeepFake基准数据集上进行了广泛的实验来说明可传递性。所提出的解决方案在内部和跨数据库实验上始终优于几个最先进的基线。
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Deep learning has enabled realistic face manipulation (i.e., deepfake), which poses significant concerns over the integrity of the media in circulation. Most existing deep learning techniques for deepfake detection can achieve promising performance in the intra-dataset evaluation setting (i.e., training and testing on the same dataset), but are unable to perform satisfactorily in the inter-dataset evaluation setting (i.e., training on one dataset and testing on another). Most of the previous methods use the backbone network to extract global features for making predictions and only employ binary supervision (i.e., indicating whether the training instances are fake or authentic) to train the network. Classification merely based on the learning of global features leads often leads to weak generalizability to unseen manipulation methods. In addition, the reconstruction task can improve the learned representations. In this paper, we introduce a novel approach for deepfake detection, which considers the reconstruction and classification tasks simultaneously to address these problems. This method shares the information learned by one task with the other, which focuses on a different aspect other existing works rarely consider and hence boosts the overall performance. In particular, we design a two-branch Convolutional AutoEncoder (CAE), in which the Convolutional Encoder used to compress the feature map into the latent representation is shared by both branches. Then the latent representation of the input data is fed to a simple classifier and the unsupervised reconstruction component simultaneously. Our network is trained end-to-end. Experiments demonstrate that our method achieves state-of-the-art performance on three commonly-used datasets, particularly in the cross-dataset evaluation setting.
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AI-synthesized face-swapping videos, commonly known as DeepFakes, is an emerging problem threatening the trustworthiness of online information. The need to develop and evaluate DeepFake detection algorithms calls for large-scale datasets. However, current DeepFake datasets suffer from low visual quality and do not resemble Deep-Fake videos circulated on the Internet. We present a new large-scale challenging DeepFake video dataset, Celeb-DF, which contains 5, 639 high-quality DeepFake videos of celebrities generated using improved synthesis process. We conduct a comprehensive evaluation of DeepFake detection methods and datasets to demonstrate the escalated level of challenges posed by Celeb-DF.
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尽管令人鼓舞的是深泡检测的进展,但由于训练过程中探索的伪造线索有限,对未见伪造类型的概括仍然是一个重大挑战。相比之下,我们注意到Deepfake中的一种常见现象:虚假的视频创建不可避免地破坏了原始视频中的统计规律性。受到这一观察的启发,我们建议通过区分实际视频中没有出现的“规律性中断”来增强深层检测的概括。具体而言,通过仔细检查空间和时间属性,我们建议通过伪捕获生成器破坏真实的视频,并创建各种伪造视频以供培训。这种做法使我们能够在不使用虚假视频的情况下实现深泡沫检测,并以简单有效的方式提高概括能力。为了共同捕获空间和时间上的破坏,我们提出了一个时空增强块,以了解我们自我创建的视频之间的规律性破坏。通过全面的实验,我们的方法在几个数据集上表现出色。
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由于滥用了深层,检测伪造视频是非常可取的。现有的检测方法有助于探索DeepFake视频中的特定工件,并且非常适合某些数据。但是,这些人工制品的不断增长的技术一直在挑战传统的深泡探测器的鲁棒性。结果,这些方法的普遍性的发展已达到阻塞。为了解决这个问题,鉴于经验结果是,深层视频中经常在声音和面部背后的身份不匹配,并且声音和面孔在某种程度上具有同质性,在本文中,我们建议从未开发的语音中执行深层检测 - 面对匹配视图。为此,设计了一种语音匹配方法来测量这两个方法的匹配度。然而,对特定的深泡数据集进行培训使模型过于拟合深层算法的某些特征。相反,我们提倡一种迅速适应未开发的伪造方法的方法,然后进行预训练,然后进行微调范式。具体而言,我们首先在通用音频视频数据集上预先培训该模型,然后在下游深板数据上进行微调。我们对三个广泛利用的DeepFake数据集进行了广泛的实验-DFDC,Fakeavceleb和DeepFaketimit。与其他最先进的竞争对手相比,我们的方法获得了显着的性能增长。还值得注意的是,我们的方法在有限的DeepFake数据上进行了微调时已经取得了竞争性结果。
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随着面部伪造技术的快速发展,DeepFake视频在数字媒体上引起了广泛的关注。肇事者大量利用这些视频来传播虚假信息并发表误导性陈述。大多数现有的DeepFake检测方法主要集中于纹理特征,纹理特征可能会受到外部波动(例如照明和噪声)的影响。此外,基于面部地标的检测方法对外部变量更强大,但缺乏足够的细节。因此,如何在空间,时间和频域中有效地挖掘独特的特征,并将其与面部地标融合以进行伪造视频检测仍然是一个悬而未决的问题。为此,我们提出了一个基于多种模式的信息和面部地标的几何特征,提出了地标增强的多模式图神经网络(LEM-GNN)。具体而言,在框架级别上,我们设计了一种融合机制来挖掘空间和频域元素的联合表示,同时引入几何面部特征以增强模型的鲁棒性。在视频级别,我们首先将视频中的每个帧视为图中的节点,然后将时间信息编码到图表的边缘。然后,通过应用图形神经网络(GNN)的消息传递机制,将有效合并多模式特征,以获得视频伪造的全面表示。广泛的实验表明,我们的方法始终优于广泛使用的基准上的最先进(SOTA)。
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Video synthesis methods rapidly improved in recent years, allowing easy creation of synthetic humans. This poses a problem, especially in the era of social media, as synthetic videos of speaking humans can be used to spread misinformation in a convincing manner. Thus, there is a pressing need for accurate and robust deepfake detection methods, that can detect forgery techniques not seen during training. In this work, we explore whether this can be done by leveraging a multi-modal, out-of-domain backbone trained in a self-supervised manner, adapted to the video deepfake domain. We propose FakeOut; a novel approach that relies on multi-modal data throughout both the pre-training phase and the adaption phase. We demonstrate the efficacy and robustness of FakeOut in detecting various types of deepfakes, especially manipulations which were not seen during training. Our method achieves state-of-the-art results in cross-manipulation and cross-dataset generalization. This study shows that, perhaps surprisingly, training on out-of-domain videos (i.e., videos with no speaking humans), can lead to better deepfake detection systems. Code is available on GitHub.
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深层伪造的面部伪造引起了严重的社会问题。愿景社区已经提出了几种解决方案,以通过自动化的深层检测系统有效地对待互联网上的错误信息。最近的研究表明,基于面部分析的深度学习模型可以根据受保护的属性区分。对于对DeepFake检测技术的商业采用和大规模推出,对跨性别和种族等人口变化的深层探测器的评估和了解(不存在任何偏见或偏爱)至关重要。由于人口亚组之间的深泡探测器的性能差异会影响贫困子组的数百万人。本文旨在评估跨男性和女性的深泡探测器的公平性。但是,现有的DeepFake数据集未用人口标签注释以促进公平分析。为此,我们用性别标签手动注释了现有的流行DeepFake数据集,并评估了整个性别的当前DeepFake探测器的性能差异。我们对数据集的性别标记版本的分析表明,(a)当前的DeepFake数据集在性别上偏斜了分布,并且(b)通常采用的深层捕获探测器在性别中获得不平等的表现,而男性大多数均优于女性。最后,我们贡献了一个性别平衡和注释的DeepFake数据集GBDF,以减轻性能差异,并促进研究和发展,以朝着公平意识到的深层假探测器。 GBDF数据集可公开可用:https://github.com/aakash4305/gbdf
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尽管最近对Deepfake技术的滥用引起了严重的关注,但由于每个帧的光真逼真的合成,如何检测DeepFake视频仍然是一个挑战。现有的图像级方法通常集中在单个框架上,而忽略了深击视频中隐藏的时空提示,从而导致概括和稳健性差。视频级检测器的关键是完全利用DeepFake视频中不同框架的当地面部区域分布在当地面部区域中的时空不一致。受此启发,本文提出了一种简单而有效的补丁级方法,以通过时空辍学变压器促进深击视频检测。该方法将每个输入视频重组成贴片袋,然后将其馈入视觉变压器以实现强大的表示。具体而言,提出了时空辍学操作,以充分探索斑块级时空提示,并作为有效的数据增强,以进一步增强模型的鲁棒性和泛化能力。该操作是灵活的,可以轻松地插入现有的视觉变压器中。广泛的实验证明了我们对25种具有令人印象深刻的鲁棒性,可推广性和表示能力的最先进的方法的有效性。
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尽管基于深度学习的伪造探测器具有重要的进步,但是对于区分操纵的深度图像,大多数检测方法遭受中度至显着性能降解,具有低质量的压缩的深度图像。由于低质量图像中的信息有限,检测低质量的深脂仍然是一个重要的挑战。在这项工作中,我们在知识蒸馏(KD)中应用频域学习和最优运输理论,以具体改善低质量压缩的深粉图像的检测。我们探索KD中的转移学习能力,使学生网络能够有效地学习低质量图像的歧视特征。特别是,我们提出了基于关注的DeepFake检测蒸馏器(Add),其中包括两种新蒸馏:1)频率注意蒸馏,有效地检索学生网络中的除去高频分量,2)多视图注意蒸馏通过在不同的意见下切片教师和学生的张量来创造多种关注传感器,以便更有效地将教师张富翁的分发转移给学生。我们广泛的实验结果表明,我们的方法优于最先进的基线检测低质量压缩的深度图像。
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通过各种面部操作技术产生,由于安全问题,面部伪造检测引起了不断的关注。以前的作品总是根据交叉熵损失将面部伪造检测作为分类问题,这强调了类别级别差异,而不是真实和假面之间的基本差异,限制了看不见的域中的模型概括。为了解决这个问题,我们提出了一种新颖的面部伪造检测框架,名为双重对比学习(DCL),其特殊地构建了正负配对数据,并在不同粒度下进行了设计的对比学习,以学习广义特征表示。具体地,结合硬样品选择策略,首先提出通过特别构造实例对来促进与之相关的鉴别特征学习的任务相关的对比学习策略。此外,为了进一步探索基本的差异,引入内部内部对比学习(INL-ICL),以通过构建内部实例构建局部区域对来关注伪造的面中普遍存在的局部内容不一致。在若干数据集上的广泛实验和可视化证明了我们对最先进的竞争对手的方法的概括。
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现有的伪造检测方法通常将面部伪造视为二进制分类问题,并采用深层卷积神经网络来学习歧视性特征。理想的判别特征应仅与面部图像的真实/假标签有关。但是,我们观察到,香草分类网络学到的特征与不必要的属性(例如伪造方法和面部身份)相关。这种现象将限制伪造的检测性能,尤其是对于概括能力。在此激励的基础上,我们提出了一种新型方法,该方法利用对抗性学习来消除不同伪造方法和面部身份的负面影响,该方法有助于分类网络学习固有的常见歧视性特征,以进行伪造伪造。为了利用缺乏面部身份的地面真实标签的数据,我们根据来自现成的面部识别模型得出的相似性信息设计了一个特殊的身份歧视器。在对抗性学习的帮助下,我们的伪造检测模型学会了通过消除伪造方法和面部身份的影响来提取共同的歧视特征。广泛的实验证明了该方法在数据集内和交叉数据集评估设置下的有效性。
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As ultra-realistic face forgery techniques emerge, deepfake detection has attracted increasing attention due to security concerns. Many detectors cannot achieve accurate results when detecting unseen manipulations despite excellent performance on known forgeries. In this paper, we are motivated by the observation that the discrepancies between real and fake videos are extremely subtle and localized, and inconsistencies or irregularities can exist in some critical facial regions across various information domains. To this end, we propose a novel pipeline, Cross-Domain Local Forensics (XDLF), for more general deepfake video detection. In the proposed pipeline, a specialized framework is presented to simultaneously exploit local forgery patterns from space, frequency, and time domains, thus learning cross-domain features to detect forgeries. Moreover, the framework leverages four high-level forgery-sensitive local regions of a human face to guide the model to enhance subtle artifacts and localize potential anomalies. Extensive experiments on several benchmark datasets demonstrate the impressive performance of our method, and we achieve superiority over several state-of-the-art methods on cross-dataset generalization. We also examined the factors that contribute to its performance through ablations, which suggests that exploiting cross-domain local characteristics is a noteworthy direction for developing more general deepfake detectors.
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Deepfake面临的不仅侵犯了个人身份的隐私,而且会使公众感到困惑并造成巨大的社会伤害。当前的DeepFake检测仅保持在区分真和错误的水平上,并且无法追踪与假面相对应的原始真实面孔,也就是说,它没有能力追踪证据来源。司法取证的深层对策技术紧急要求具有深层可追溯性。本文提出了一个有趣的问题,即“知道它以及如何发生”的脸部深击,积极的取证。鉴于深冰面的面孔并不能完全丢弃原始面孔的特征,尤其是面部表情和姿势,我们认为可以大约从其深料对应物中推测原始面孔。相应地,我们设计了一个解开的倒车网络,该网络在假脸部的脸部样品的监督下解除了深泡面孔的潜在空间特征,以反向推断原始面孔。
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近年来,随着面部编辑和发电的迅速发展,越来越多的虚假视频正在社交媒体上流传,这引起了极端公众的关注。基于频域的现有面部伪造方法发现,与真实图像相比,GAN锻造图像在频谱中具有明显的网格视觉伪像。但是对于综合视频,这些方法仅局限于单个帧,几乎不关注不同框架之间最歧视的部分和时间频率线索。为了充分利用视频序列中丰富的信息,本文对空间和时间频域进行了视频伪造检测,并提出了一个离散的基于余弦转换的伪造线索增强网络(FCAN-DCT),以实现更全面的时空功能表示。 FCAN-DCT由一个骨干网络和两个分支组成:紧凑特征提取(CFE)模块和频率时间注意(FTA)模块。我们对两个可见光(VIS)数据集Wilddeepfake和Celeb-DF(V2)进行了彻底的实验评估,以及我们的自我构建的视频伪造数据集DeepFakenir,这是第一个近境模式的视频伪造数据集。实验结果证明了我们方法在VIS和NIR场景中检测伪造视频的有效性。
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DeepFake是指量身定制和合成生成的视频,这些视频现在普遍存在并大规模传播,威胁到在线可用信息的可信度。尽管现有的数据集包含不同类型的深击,但它们的生成技术各不相同,但它们并不考虑以“系统发育”方式进展。现有的深层面孔可能与另一个脸交换。可以多次执行面部交换过程,并且可以演变出最终的深层效果,以使DeepFake检测算法混淆。此外,许多数据库不提供应用的生成模型作为目标标签。模型归因通过提供有关所使用的生成模型的信息,有助于增强检测结果的解释性。为了使研究界能够解决这些问题,本文提出了Deephy,这是一种新型的DeepFake系统发育数据集,由使用三种不同的一代技术生成的5040个DeepFake视频组成。有840个曾经交换深击的视频,2520个换两次交换深击的视频和1680个换装深击的视频。使用超过30 GB的大小,使用1,352 GB累积内存的18 GPU在1100多个小时内准备了数据库。我们还使用六种DeepFake检测算法在Deephy数据集上展示了基准。结果突出了需要发展深击模型归因的研究,并将过程推广到各种深层生成技术上。该数据库可在以下网址获得:http://iab-rubric.org/deephy-database
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凭借生成的对抗网络(GANS)和其变体的全面合成和部分面部操纵已经提高了广泛的公众关注。在多媒体取证区,检测和最终定位图像伪造已成为一个必要的任务。在这项工作中,我们调查了现有的GaN的面部操纵方法的架构,并观察到其上采样方法的不完美可以作为GaN合成假图像检测和伪造定位的重要资产。基于这一基本观察,我们提出了一种新的方法,称为FAKELOCATOR,以在操纵的面部图像上全分辨率获得高分辨率准确性。据我们所知,这是第一次尝试解决GaN的虚假本地化问题,灰度尺寸贴身贴图,保留了更多伪造地区的信息。为了改善Fakelocator跨越多种面部属性的普遍性,我们介绍了注意机制来指导模型的培训。为了改善不同的DeepFake方法的FakElecator的普遍性,我们在训练图像上提出部分数据增强和单一样本聚类。对流行的面部刻度++,DFFD数据集和七种不同最先进的GAN的面部生成方法的实验结果表明了我们方法的有效性。与基线相比,我们的方法在各种指标上表现更好。此外,该方法对针对各种现实世界的面部图像劣化进行鲁棒,例如JPEG压缩,低分辨率,噪声和模糊。
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面部伪造技术的最新进展几乎可以产生视觉上无法追踪的深冰录视频,这些视频可以通过恶意意图来利用。结果,研究人员致力于深泡检测。先前的研究已经确定了局部低级提示和时间信息在追求跨层次方法中概括的重要性,但是,它们仍然遭受鲁棒性问题的影响。在这项工作中,我们提出了基于本地和时间感知的变压器的DeepFake检测(LTTD)框架,该框架采用了局部到全球学习协议,特别关注本地序列中有价值的时间信息。具体而言,我们提出了一个局部序列变压器(LST),该局部序列变压器(LST)对限制空间区域的序列进行了时间一致性,其中低级信息通过学习的3D滤波器的浅层层增强。基于局部时间嵌入,我们然后以全球对比的方式实现最终分类。对流行数据集进行的广泛实验验证了我们的方法有效地发现了本地伪造线索并实现最先进的表现。
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Online media data, in the forms of images and videos, are becoming mainstream communication channels. However, recent advances in deep learning, particularly deep generative models, open the doors for producing perceptually convincing images and videos at a low cost, which not only poses a serious threat to the trustworthiness of digital information but also has severe societal implications. This motivates a growing interest of research in media tampering detection, i.e., using deep learning techniques to examine whether media data have been maliciously manipulated. Depending on the content of the targeted images, media forgery could be divided into image tampering and Deepfake techniques. The former typically moves or erases the visual elements in ordinary images, while the latter manipulates the expressions and even the identity of human faces. Accordingly, the means of defense include image tampering detection and Deepfake detection, which share a wide variety of properties. In this paper, we provide a comprehensive review of the current media tampering detection approaches, and discuss the challenges and trends in this field for future research.
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