复旦大学|基于手工设计滤波器的AI生成图像溯源(ACM MM 2024)

文摘   2024-10-09 08:46   广东  


随着图像生成模型的迅速发展,人们开始对滥用这些人工智能(AI)来生成虚假图像的行为产生担忧,对AI生成图像进行鉴别溯源成为应对这一挑战的可行解决方案。然而,现有的AI生成图像溯源方法往往直接使用深度神经网络来学习模型指纹,需要大量的训练数据。因此,本文设计了一组手工滤波器,并将滤波器与深度神经网络相结合,以促进模型指纹的有效学习,并降低所需的训练数据数量。该方法对生成对抗网络模型与扩散模型生成的图像均适用,并能有效应用于闭合集图像溯源与开放集图像溯源场景。


图1 基于手工设计滤波器的AI生成图像归类方法整体框架


我们提出的AI生成图像溯源方法如图1所示。我们手工设计了一组多方向性高通滤波器(MHFs),结合随机初始化滤波器,对我们的方向性增强特征学习网络(DEFL)进行初始化。对于一个输入图像,我们使用DEFL与CLIP图像编码器来分别提取图像的方向性增强特征与语义特征,这些特征会被融合以生成图像的紧凑指纹,并在基于参考的指纹分类方法中被用来进行图像溯源。为了使我们的指纹能够区分不同的生成模型,我们提出了一种双边缘对比损失(DMC loss)来训练DEFL。


我们在涵盖多种生成对抗网络模型与扩散模型的AI生成图像数据集(CNNspot, GenImage)上,进行闭合集与开放集图像溯源实验,并使用相同的训练集(仅使用少量训练数据)与测试集与现有的SOTA方法进行了对比。闭合集图像溯源结果(表1)表明我们的方法能够对已知模型生成的图像进行有效溯源,对生成对抗网络模型与扩散模型均适用。开放集图像溯源结果(表2)表明我们的方法能够对未知模型生成的图像进行有效鉴别。图像的指纹分布可视化结果(图2)表明我们的方法能够有效提取出对模型敏感的图像指纹。


表1 闭合集图像归类实验


表2 开放集图像归类实验


图2 图像指纹分布可视化


论文信息


相关论文已被ACM Multimedia 录用,作者为复旦大学的李嘉良、王皓月、李晟(通讯作者)、钱振兴、张新鹏、阿格德尔大学的Athanasios.


Jialiang Li, Haoyue Wang, Sheng Li*, Zhenxing Qian, Xinpeng Zhang and Athanasios V. Vasilakos. Are handcrafted filters helpful for attributing AI-generated images? In Proceedings of the 32nd ACM International Conference on Multimedia, 2024. DOI: 10.1145/3664647.3680945.(点击下方阅读原文查看论文全文)




供稿:李嘉良,李晟


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