信息网络安全 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (8): 1169-1182.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2026.08.001
陈玮1, 田波2, 李顺畅2, 罗光春1, 秦科1(
), 王方圆3,4
收稿日期:2026-01-25
出版日期:2026-08-10
发布日期:2026-09-23
通讯作者:
秦科
E-mail:qinke@uestc.edu.cn
作者简介:陈玮(1980—),男,四川,工程师,博士研究生,主要研究方向为人工智能、网络运营、网信安全和反诈|田波(1981—),男,云南,正高级工程师,本科,主要研究方向为反诈、网络信息安全和人工智能|李顺畅(1979—),男,四川,工程师,本科,主要研究方向为人工智能|罗光春(1974—),男,四川,教授,博士,主要研究方向为云计算与大数据、智能决策|秦科(1980—),男,四川,教授,博士,主要研究方向为人工智能|王方圆(1985—),男,江苏,高级工程师,博士研究生,主要研究方向为大模型网络安全、人工智能
基金资助:
Chen Wei1, Tian Bo2, Li Shunchang2, Luo Guangchun1, Qin Ke1(
), Wang Fangyuan3,4
Received:2026-01-25
Online:2026-08-10
Published:2026-09-23
Contact:
Qin Ke
E-mail:qinke@uestc.edu.cn
摘要:
随着人脸识别技术在身份认证、金融支付等关键领域的广泛部署,人脸数据的真实性与安全性已成为数据安全治理过程中的核心挑战。现有方法如基于潜空间重建误差依赖扩散模型先验,对仅影响局部区域的细微篡改敏感性不足,局部伪造误差信号易被全局重建误差稀释。因此,文章提出一种基于自编码器的改进重建误差检测方法,区别于扩散模型驱动的潜空间重建误差,该方法融合高频特征增强与关键区域保护双重机制,针对局部篡改检测进行轻量化优化。首先,通过多任务级联卷积神经网络生成空间权重掩码,引导模型关注五官等关键区域;然后,设计轻量化的可学习高通滤波器,自适应地提取并强化图像中的高频伪造痕迹;最后,将二者融合进重建误差计算,实现对误差信号在空间和频域上的协同增强。实验结果表明,该方法在局部篡改检测任务中性能显著提升,局部篡改敏感度达89.4%;在跨数据集测试中,在DeepFakeDetection和WildDeepfake上平均精度分别为92.1%和90.8%,展现出良好的泛化能力;同时,在噪声与压缩扰动下性能下降幅度较小,展现出较强的鲁棒性。
中图分类号:
陈玮, 田波, 李顺畅, 罗光春, 秦科, 王方圆. 基于高频特征增强与关键区域保护的人脸伪造检测方法[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1169-1182.
Chen Wei, Tian Bo, Li Shunchang, Luo Guangchun, Qin Ke, Wang Fangyuan. Face forgery detection method based on high-frequency feature enhancement and key region preservation[J]. Netinfo Security, 2026, 26(8): 1169-1182.
表1
人脸伪造检测对比方法分类及特点
| 类别 | 方法名称 | 方法核心特点 |
|---|---|---|
| 传统重建方法 | AutoEncoder (AE) | 基础自编码器,重建误差检测的基线 |
| VAE-GAN | 结合生成对抗机制的重建方法 | |
| 频域分析方法 | F3-Net | 基于频域分解的代表性方法 |
| SRM | 源于隐写分析的高通滤波方法 | |
| 局部不一致性方法 | Face X-ray | 专注检测图像融合边界 |
| Lip Forensics | 专注唇部时序不一致性 | |
| 深度学习特征方法 | XceptionNet | 基于预训练网络的端到端分类基准 |
| EfficientNet-B4 | 轻量化网络结构的代表 | |
| 扩散模型检测方法 | LaRE² | 基于扩散模型潜在空间重建误差的标准方法,作为关键对比基线 |
| 本文方法变体 | Ours-S | 仅含关键区域保护机制 |
| Ours-F | 仅含高频特征增强机制 | |
| Ours-Full | 完整融合模型 |
表3
各方法在LTD-Local数据集上的LTS
| 方法 | 总体结果 | 局部换脸 | 纹理扰动 | 局部形变 | 复制粘贴 |
|---|---|---|---|---|---|
| XceptionNet | 72.3%±0.8% | 85.1%±0.6% | 65.4%±1.2% | 62.8%±1.1% | 83.5%±0.7% |
| F3-Net | 77.2%±0.7% | 86.7%±0.5% | 70.1%±0.9% | 68.9%±1.0% | 86.0%±0.6% |
| Face X-ray | 80.1%±0.6% | 90.2%±0.5% | 73.5%±0.8% | 71.0%±0.9% | 88.3%±0.5% |
| LaRE² | 82.5%±0.5% | 92.8%±0.4% | 75.6%±0.7% | 74.2%±0.8% | 90.9%±0.5% |
| Ours-Full | 89.4%±0.4% | 94.8%±0.3% | 85.2%±0.6% | 83.6%±0.6% | 93.1%±0.4% |
| [1] | 丁博文, 芦天亮, 彭舒凡, 等. 基于多分类数据集的人脸伪造算法识别模型[J]. 计算机科学, 2025, 52(7):353-362. |
| [2] | 赵泽军, 范振峰, 丁博, 等. 基于增量学习的深度人脸伪造检测[J]. 数据与计算发展前沿, 2023, 5(6):42-57. |
| [3] | 杨珂, 李永亮, 何金栋, 等. 基于掩码图像建模的深度伪造人脸检测[J]. 计算机应用, 2025, 45(S1): 72-77. |
| [4] | Chesney R M, Citron D K. Deep fakes: a looming challenge for privacy, democracy, and national security[J]. California Law Review, 2019, 107(6): 1753-1820. |
| [5] | 金世辰, 谭晓阳. 基于困难感知元学习的跨域人脸伪造检测[J]. 南京航空航天大学学报, 2025, 57(2):215-224. |
| [6] | Luo Yunpeng, Du Junlong, Yan Ke, et al. LaRE2: latent reconstruction error based method for diffusion-generated image detection[C]// The IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). New York: IEEE, 2024: 17006-17015. |
| [7] | 钱菲, 李威, 陈鹏, 等. 基于原型解耦的虚假人脸检测和生成方法溯源[J]. 计算机科学与探索, 2025, 19(2):444-454. |
| [8] | 袁程胜, 谢佳薇, 王一力, 等. 特征-频域双判别的对抗样本迁移性增强[J]. 计算机系统应用, 2025, 34(10): 122-132. |
| [9] | 陈傲, 白恩健, 吴贇, 等. 融合CNN与ViT的深度伪造人脸篡改视频检测方法[J]. 东华大学学报(自然科学版), 2025, 51(6):112-120. |
| [10] | Qian Yuyang, Yin Guojun, Sheng Lu, et al. Thinking in frequency: face forgery detection by mining frequency-aware clues[C]// The 16th European Conference on Computer Vision (ECCV 2020). Heidelberg: Springer, 2020: 86-103. |
| [11] | 赵娅, 郜明超, 姚文达, 等. 基于深度学习的伪造人脸检测技术综述[J]. 计算机系统应用, 2025, 34(4):1-17. |
| [12] | 王健, 孙沐毅, 李琦, 等. 基于深度学习的人脸属性编辑研究概述[J]. 计算机应用与软件, 2025, 42(1):11-24. |
| [13] | 李伟, 黄添强, 黄丽清, 等. 面向人脸修复篡改检测的大规模数据集[J]. 中国图象图形学报, 2024, 29(7):1834-1848. |
| [14] | 王玉梅, 胡娟, 武晓帅, 等. 基于面部动作不一致的压缩深度伪造视频检测方法[J]. 重庆邮电大学学报(自然科学版), 2025, 37(3):108-117. |
| [15] | Lanzino R, Fontana F, Diko A, et al. Faster than lies: real-time deepfake detection using binary neural networks[C]// The IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition Workshops(CVPRW). New York: IEEE, 2024: 3771-3780. |
| [16] | 陈咏豪, 蔡满春, 张溢文, 等. 基于参数高效微调及双流网络的人脸伪造检测[J]. 计算机工程与应用, 2025, 61(10): 288-298. |
| [17] | 李梓楷, 王宇飞, 廖广军, 等. 基于帧间量化参数强度值检测深度伪造人像视频[J]. 刑事技术, 2024, 49(1):66-72. |
| [18] | Wu Haoyu, Leng Lingyun, Yu Peipeng. Learning local reconstruction errors for face forgery detection[J]. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 2024, 15(11): 1220-1227. |
| [19] | 杨睿, 胡心如, 黄卓超, 等. 深度网络生成式伪造人脸检测方法研究综述[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2024, 36(10): 1491-1510. |
| [20] | Larsen A B L, Sonderby S K, Larochelle H, et al. Autoencoding Beyond Pixels Using a Learned Similarity Metric[C]// The 33rd International Conference on Machine Learning. New York: ACM, 2016: 1558-1566. |
| [21] | Frank J, Eisenhofer T, Schonherr L, et al. Leveraging frequency analysis for deep fake image recognition[C]// The 37th International Conference on Machine Learning. New York: ACM, 2020: 3247-3258. |
| [22] | Tan Chuangchuang, Zhao Yao, Wei Shikui, et al. Frequency-aware deepfake detection: improving generalizability through frequency space domain learning[C]// The AAAI Conference on Artificial Intelligence. Menlo Park: AAAI, 2024: 5052-5060. |
| [23] | Fridrich J, Kodovsky J. Rich models for steganalysis of digital images[J]. IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 2012, 7(3): 868-882. |
| [24] | Li Lingzhi, Bao Jianmin, Zhang Ting, et al. Face X-ray for more general face forgery detection[C]// 2020 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. New York: IEEE, 2020: 5000-5009. |
| [25] | Haliassos A, Vougioukas K, Petridis S, et al. Lips don't lie: a generalisable and robust approach to face forgery detection[C]// The IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. New York: IEEE, 2021: 5039-5049. |
| [26] | 任奎, 林峰, 霸钟杰, 等. Deepfake检测:关键挑战与技术路线[J]. 中国计算机学会通讯, 2021, 17(5):39-44. |
| [27] | 陈佳丽, 郭华, 姜瑞明. 基于微小运动的人脸活体检测算法[J]. 计算机应用与软件, 2024, 41(7):150-158,191. |
| [28] | 丁峰, 匡仁盛, 周越, 等. 深度伪造及其取证技术综述[J]. 中国图象图形学报, 2024, 29(2):295-317. |
| [29] | 王瑞, 叶晓彤. 基于面部掩码引导的多人场景图像伪造定位算法[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2025, 46(5):633-642. |
| [30] | 于晓琳, 于明希. 基于改进YOLOv8的生成式人脸检测算法[J]. 北京邮电大学学报, 2025, 48(3):39-46. |
| [1] | 金志刚, 李其睿, 丁禹. 融合轻量级注意力机制的双分支入侵检测方法[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1183-1193. |
| [2] | 史俊, 王浩, 李增鹏, 顾益宇, 马惠铃. 可信执行环境在隐私计算中的研究现状、关键问题与发展方向综述[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1194-1208. |
| [3] | 付章杰, 刘天怿, 宋甫元, 姜琴. 一个支持区块链分片的可验证跨链查询方案[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1209-1223. |
| [4] | 冯景瑜, 尹静怡, 张森勇, 李静慧. 抗APT窃密的工业互联网跨域协同零信任模型[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1224-1236. |
| [5] | 韩妍妍, 杜雨芃, 余卓洲, 刘昂, 刘雯. 基于半量子网络的安全区块链[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1237-1249. |
| [6] | 赵敏, 瞿康健. 零信任架构及其技术应用研究综述[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1250-1263. |
| [7] | 张宏涛, 王清涛, 张连成, 王吉昌. Argus6:一种IPv6 DDoS威胁检测模型[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1264-1276. |
| [8] | 谢雪松, 蔡佳凯, 罗柏之. 基于国密算法的边缘AI模型安全加载机制研究[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1277-1289. |
| [9] | 朱慧敏, 王晨龙, 刘光华. 基于双关系图时序建模的弱网异常行为区分方法[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1290-1307. |
| [10] | 刘哲凡, 郭亚军, 郭奕旻, 赵素芬. 抗隐式攻击的基于ASCON的轻量级工业物联网认证方案[J]. 信息网络安全, 2026, 26(8): 1308-1326. |
| [11] | 宋孟元, 夏辉. 基于知识蒸馏和对抗样本的联邦遗忘方法[J]. 信息网络安全, 2026, 26(7): 1149-1163. |
| [12] | 杨乔炀, 范希明, 贾鹏. 基于大语言模型的语义知晓的模糊测试驱动生成方案[J]. 信息网络安全, 2026, 26(7): 1128-1148. |
| [13] | 孙浩然, 陈杰, 刘君. 多路径特征增强的深度学习矩形攻击防御方法[J]. 信息网络安全, 2026, 26(7): 1115-1127. |
| [14] | 钱晓晟, 王利莹, 赵宇, 刘光亚, 王成. 基于行为注意力的算力网络异常检测系统[J]. 信息网络安全, 2026, 26(7): 1101-1114. |
| [15] | 姚戊煌, 王佳鹏, 陈康冰, 郑之涵, 谭毓安. 基于指令翻译插桩的LLM辅助固件内存泄漏分析[J]. 信息网络安全, 2026, 26(7): 1087-1100. |
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