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专利号: 2024107033480
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于元学习架构的域适应人脸伪造检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:数据集的构建,将FF++数据集分成四个域集,分别为Deepfake、FaceSwap、NeuralTextures、Face2Face,并且在每个域集中,将其中伪造图像对应的真实图像加入到域集中构成最终的四个域集;

S2:元学习过程;

S21:元‑训练,在此阶段,将训练集中的数据输入到二进制检测模型中,计算训练集的交叉熵损失和一致性损失;

S22:元‑测试,在此阶段,通过元‑测试集来评估模型的性能表现,充分利用当前未知领域数据来对模型参数做出优化,提高模型的泛化能力;

S23:参数更新;

S3:采用伪样本生成方法,通过这些伪样本,单步更新源模型;

S4:采用随机恢复方法来避免知识遗忘问题,提高模型对复杂多样的未知数据的检测效果;

所述S1中训练步骤如下:S11:每一轮训练中,随机的选择两个域集做为源域,表示为 ,余下的两个域集做为目标域,表示为 ;

S12:使用CycleGAN对源域的图像进行风格迁移,生成具有目标域风格,源域内容的中间域,表示为 ;

所述S21的具体步骤为:S211:从源域 和中间域 中采样N个训练数据,表示为 ,则交叉熵损失的计算公式如下:

(1);

其中: 是样本数量;

log表示自然对数,以e为底数;

是样本的真实标签;

是模型预测样本 为真实图像的概率;

S212:引入一致性损失,最小化不同域之间特征表示的差异,鼓励模型学习域不变的特征表示;

对于输入的K对源域和中间域样本,一致性损失的计算公式如下:(2);

其中: 表示第n对输入样本中源域样本的归一化特征向量;

表示第n对输入样本中中间域样本的归一化特征向量;

表示向量的内积;

S213:元‑训练阶段的损失 通过交叉熵损失和一致性损失加权求和计算,公式如下:(3);

其中:参数 表示一致性损失的重要程度,通过设置参数 来平衡两种损失在整个元‑训练阶段的占比;

所述S22的具体步骤为:S221:首先使用模型参数的二阶导数来虚拟地更新参数 :(4);

其中: 表示虚拟更新后的模型参数;

表示当前的模型参数;

是元‑训练阶段的学习率,然后通过目标域数据对模型及其虚拟参数进行了检验;

表示元‑训练阶段的损失;

S222:通过对不同域数据的评估,模型可学习到不同域的一般特征;

S223:在N个测试样本 下,整个元‑测试阶段的损失定义如下:(5);

其中, 表示输入的N个样本, 表示这N个样本对应的标签;

所述S23的具体步骤为:模型参数为 时,训练阶段的加权损失为 ,元‑测试阶段的损失为 ,在这个阶段引入参数更新方法,将最终更新目标定义为:(6);

其中 表示元‑测试损失的重要性,通过最小化该函数,可使得模型取得最佳性能,并且最终参数使用梯度下降方法如下更新:(7);

其中: 表示元‑测试阶段的学习率;

代表训练更新;

代表元‑测试更新。

2.根据权利要求1所述的基于元学习架构的域适应人脸伪造检测方法,其特征在于:为了防止对已学知识的遗忘,采用随机恢复方法,显示地从源预训练模型中恢复知识,所述S4的具体步骤是:S41:考虑在时间步长t处,模型 进行梯度更新时,内部卷积层如下:(8);

其中: 表示卷积运算;

和 表示该层的输入和输出;

表示可训练的卷积滤波器;

S42:所采用的随机恢复方法通过以下方式更新 :(9);

(10);

其中: 表示逐元素乘法;

是小恢复概率;

是与 形状相同的掩码张量,掩码张量决定 中的哪些元素要恢复到源权重。