双重视角,一个真相:融合频谱与自监督特征实现鲁棒语音深度伪造检测

本文提出了一种结合自监督学习表示与手工频谱特征的混合融合框架,用于提升语音深度伪造检测的鲁棒性。通过多种融合策略,如交叉注意力机制,有效捕捉单特征方法易忽略的细微伪造痕迹,在多个公开基准测试中显著优于单一模态方法,实现了38%的相对等错误率降低。

摘要

近年来,合成语音技术的进步使得音频深度伪造愈发逼真,带来了严重的安全风险。现有的检测方法通常依赖单一模态,无论是原始波形嵌入还是基于频谱的特征,都容易受到非伪造干扰的影响,并且往往对已知伪造算法过拟合,导致对未知攻击的泛化能力较差。为解决这些缺陷,我们研究了混合融合框架,将基于自监督学习(SSL)的表示与手工制作的频谱描述符(如MFCC、LFCC、CQCC)相结合。通过对齐和融合跨模态的互补信息,这些融合方法能够捕捉到单一特征方法通常忽略的细微伪造痕迹。我们探索了多种融合策略,包括简单拼接、交叉注意力、相互交叉注意力以及可学习的门控机制,以最优方式将SSL特征与细粒度频谱线索融合。我们在四个具有挑战性的公开基准上评估了我们的方法,并报告了泛化性能。所有融合变体均一致优于仅使用SSL的基线,其中交叉注意力策略实现了最佳的泛化性能,相对等错误率(EER)降低了38%。这些结果证实,联合建模波形和频谱视图能够为音频深度伪造检测生成鲁棒的、领域无关的表示。

评论

已接受 WASPAA 2025。

主题

声音(cs.SD);密码学与安全(cs.CR);音频与语音处理(eess.AS)

引用

arXiv:2507.20417 [cs.SD]
(或此版本的 arXiv:2507.20417v1 [cs.SD])
https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.20417

提交历史

来自:Yassine El Kheir [查看邮箱]
[v1] 2025年7月27日星期日 21:22:27 UTC(1,028 KB)

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