Research Article

Hybride convolutioneel neuraal netwerk en generatief vijandig netwerkframework voor robuuste deepfake-detectie: verbeterde nauwkeurigheid, schaalbaarheid en multimodale integratie

DOI:

10.3791/68426

August 19th, 2025

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit artikel stelt een hybride Convolutional Neural Network-Generative Adversarial Network (CNN-GAN) raamwerk voor deepfake-detectie voor, waarbij adversarial training, temporele analyse en multimodale methoden worden geïntegreerd. De aanpak bereikt een detectienauwkeurigheid van 98,5%, demonstreert robuuste generalisatie over diverse datasets en ondersteunt realtime optimalisatie om schaalbaarheid, vijandige robuustheid en beperking van verkeerde informatie aan te pakken.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deepfakes vormen een kritieke bedreiging voor de integriteit van digitale media en het maatschappelijk vertrouwen. Dit artikel presenteert een hybride deepfake-detectieraamwerk dat Convolutional Neural Networks (CNN's) en Generative Adversarial Networks (GAN's) combineert om uitdagingen op het gebied van schaalbaarheid, generaliseerbaarheid en adversarial robuustheid aan te pakken. Het framework integreert adversarial training, een analysemodel voor temporeel verval en multimodale detectie in audio-, video- en tekstdomeinen. Geëvalueerd op de FaceForensics++ benchmarkdataset, behaalde het hybride CNN-GAN-model state-of-the-art prestaties met 98,5% nauwkeurigheid, 99,1% precisie, 97,9% recall en een Receiver Operating Characteristic-Area Under Curve van 0,995, waarmee conventionele modellen zoals ResNet50, XceptionNet en EfficientNet werden overtroffen. De component temporele analyse modelleert het verval van de detecteerbaarheid van deepfake in de loop van de tijd en stuurt proactieve omscholing, terwijl de multimodale module 97,8% van de cross-modale inconsistenties identificeerde. Simulatie van deepfake-verspreiding in sociale netwerken bracht aanzienlijke sociaal-technische effecten aan het licht, wat de noodzaak benadrukte van systemen voor vroege opsporing en bewustmakingscampagnes om de verspreiding van verkeerde informatie tegen te gaan. Het framework is geoptimaliseerd voor real-time implementatie en combineert een hoge schaalbaarheid met ethische overwegingen. Deze studie benadrukt het belang van interdisciplinaire benaderingen van deepfake-detectie bij het bevorderen van AI-gestuurde waarborgen voor digitale ecosystemen. Toekomstig werk zal zich richten op het ontwikkelen van lichtgewicht detectiemodellen, het verbeteren van de verdediging tegen vijandigheden en het uitbreiden van domeinspecifieke applicaties om de toepasbaarheid en veerkracht van het framework te verbeteren.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De vooruitgang op het gebied van kunstmatige intelligentie (AI) en deep learning in de afgelopen jaren heeft verschillende domeinen getransformeerd, waardoor toepassingen zoals natuurlijke taalverwerking, computervisie en autonome systemen mogelijk zijngeworden 1. Een van de belangrijkste doorbraken is te vinden op het gebied van generatieve modellering, met name met Generative Adversarial Networks (GAN's)2. Deze modellen hebben het mogelijk gemaakt om hyperrealistische synthetische media te creëren die bekend staan als deepfakes, waarbij audio, video of afbeeldingen worden gemanipuleerd om onderwerpen uit de echte wereld overtuigend na te bootsen. Hoewel deze technologie creatieve mogelijkheden biedt op gebieden als filmmaken, virtual reality en het creëren van digitale inhoud, roept het ook diepgaande ethische, juridische en maatschappelijke zorgen op. Deepfakes vormen een aanzienlijke bedreiging in verschillende domeinen, waaronder media-authenticiteit, cyberbeveiliging en democratische processen. Deepfakes zijn bijvoorbeeld bewapend in desinformatiecampagnes die gericht zijn op het verspreiden van valse verhalen en het beïnvloeden van de publieke opinie3. Bovendien zijn ze gebruikt voor kwaadaardige doeleinden zoals identiteitsdiefstal, chantage en intimidatie, waardoor de individuele privacy en veiligheid rechtstreeks worden bedreigd4. Het vermogen van deepfakes om het vertrouwen in digitale media uit te hollen en verwarring te zaaien tijdens kritieke gebeurtenissen (bijv. verkiezingen of openbare noodsituaties) onderstreept de urgentie van het ontwikkelen van oplossingen om het misbruik en de kwetsbaarheden van deze technologie tegen te gaan5.

Vanuit een technisch perspectief wordt de verspreiding van deepfake-technologie gevoed door de toegankelijkheid ervan. Open-source tools, vooraf getrainde modellen en intuïtieve interfaces maken het nu zelfs voor niet-experts mogelijk om geavanceerde deepfakes te maken6. Naarmate de getrouwheid van synthetische media verbetert, wordt het echter steeds moeilijker om hun authenticiteit te detecteren. Geavanceerde deepfake-generatoren, waaronder moderne architecturen zoals StyleGAN en CycleGAN, maken gebruik van het vermogen van neurale netwerken om hoogdimensionale gegevensdistributies te modelleren, waardoor ze bedreven zijn in het produceren van vervalsingen die vaak niet te onderscheiden zijn van echte inhoud7. Verschillende obstakels belemmeren de ontwikkeling van een detectiekader, ondanks een aanzienlijke hoeveelheid onderzoeks- en ontwikkelingswerk. De nauwkeurigheid van bestaande detectie-algoritmen verslechtert naarmate ze te maken krijgen met diverse datasets en uitgebreide real-world omgevingen, ondanks dat ze goed werken in gecontroleerde laboratoria. De detectieprestaties van systemen lijden aanzienlijk wanneer de resolutie, compressiekwaliteit of indeling per voorbeeld verschilt. Het trainingsproces van detectiesystemen vindt meestal plaats met specifieke datasets, wat hun vermogen belemmert om deepfakes te detecteren die zijn gegenereerd op basis van nieuwe methoden en ongeziene gegevens. Wanneer ze in praktijksituaties worden gebruikt, worden deze detectoren minder effectief vanwege hun beperkte generalisatiemogelijkheden. Deepfake-generatoren worden ontwikkeld door tegenstanders door methoden te implementeren die specifiek werken om detectiesystemen te verbergen. Deze tegenmaatregelen resulteren in de nederlaag van zelfs de nieuwste modellen vanwege bypass8. De ondoorzichtige aard van deep learning-modellen veroorzaakt wijdverbreide kritiek omdat hun besluitvormingsprocessen geen verklaarbare resultaten opleveren, met name op essentiële gebieden zoals wetshandhaving en gerechtelijke activiteiten9.

Individuele studies op het gebied van deepfake-onderzoek werken los van elkaar omdat ze zich richten op onafhankelijke problemen zonder integratie. Onderzoekers hebben besloten om drie hoofdgebieden van deepfake-uitdagingen afzonderlijk aan te pakken door middel van detectienauwkeurigheid, vijandige robuustheid en ethische exploratie10. Bijgevolg worden traditionele detectiemechanismen die gebaseerd zijn op heuristische of domeinspecifieke artefacten vaak achterhaald door deze evoluerende generatietechnieken.

Uitdagingen bij het detecteren en beperken van deepfakes

Schaalbaarheid: Veel bestaande detectie-algoritmen presteren goed in gecontroleerde experimentele omgevingen, maar hebben moeite om de nauwkeurigheid op schaal te behouden wanneer ze worden toegepast op diverse, real-world datasets. Verschillen in resolutie, compressiekwaliteit of bestandsindeling kunnen bijvoorbeeld een aanzienlijke invloed hebben op de detectieprestaties11.

Generaliseerbaarheid: Detectiesystemen worden vaak getraind op specifieke datasets, wat hun vermogen beperkt om deepfakes te herkennen die zijn gegenereerd door nieuwe methoden of uit ongeziene gegevens. Dit gebrek aan generalisatie belemmert hun effectiviteit in toepassingen in de echte wereld, aangezien modellen kunnen falen wanneer ze worden geconfronteerd met deepfakes die verschillen van hun trainingsvoorbeelden.

Adversarial robuustheid: Deepfake-generatoren blijven evolueren door vijandige technieken op te nemen die zijn ontworpen om detectie te ontwijken. Dergelijke tegenmaatregelen maken gebruik van kwetsbaarheden in detectiemodellen, waardoor zelfs state-of-the-art systemen ineffectief worden. Khan et al. toonden bijvoorbeeld aan dat contradictoir geoptimaliseerde deepfakes de detectienauwkeurigheid met maar liefst 30%12 kunnen verminderen.

Verklaarbaarheid: Op deep learning gebaseerde detectoren worden vaak bekritiseerd vanwege hun "black-box" karakter; Het gebrek aan interpreteerbaarheid in hun besluitvormingsprocessen geeft aanleiding tot bezorgdheid over de betrouwbaarheid in scenario's met een hoge inzet, zoals wetshandhaving of gerechtelijke instellingen. Om dit aan te pakken, pleiten onderzoekers als Domenteanu et al. en Verdoliva voor het integreren van verklaarbare AI (XAI)-technieken in detectiemodellen om de transparantie en betrouwbaarheid te vergroten 7,9.

Ethische en maatschappelijke bezwaren: Naast technische hindernissen brengen deepfakes enorme ethische en maatschappelijke risico's met zich mee. Volgens Naitali et al. worden deepfakes steeds vaker misbruikt in politieke desinformatiecampagnes, identiteitsdiefstal en intimidatie. Zoals Chesney en Citron ook meldden, kan dit leiden tot een aanzienlijke erosie van het vertrouwen in de media en democratische processen bedreigen8.

De behoefte aan een uniform kader en opkomende oplossingen

Het huidige landschap van deepfake-onderzoek is gefragmenteerd, waarbij studies deze uitdagingen vaak geïsoleerd aanpakken. Om deepfakes effectief te bestrijden, is een uniform kader dat verschillende benaderingen integreert essentieel. Recente bibliometrische analyses laten een jaarlijks groeipercentage van meer dan 50% zien in deepfake-gerelateerde publicaties, wat de intense academische en industriële focus benadrukt. Financieringstrends weerspiegelen dit, waarbij overheden en particuliere organisaties aanzienlijke middelen besteden aan aanpasbare oplossingen, met name voor projecten die hybride architecturen zoals CNN-GAN's samenvoegen om de detectienauwkeurigheid te verbeteren.

Een effectief raamwerk moet inzichten uit meerdere domeinen benutten en belangrijke algoritmische innovaties bevatten die onderzoekers onlangs hebben voorgesteld:

Hybride frameworks: Als veelbelovende oplossing hebben hybride modellen die CNN's voor functie-extractie en GAN's voor vijandige training integreren, een state-of-the-art nauwkeurigheid van 98,5% en een ROC-AUC van 0,995 bereikt op benchmarkdatasets.

Multimodale analyse: Voortbouwend op bevindingen van onderzoekers zoals Nguyen et al., verbetert de combinatie van audio-, video- en tekstanalyse de detectiemogelijkheden5. Deze aanpak is effectief bij het identificeren van inconsistenties in gegevensstromen (bijv. lip-sync-mismatches) die single-modality-systemen vaak missen.

Geavanceerde tekstdetectie: Technieken voor natuurlijke taalverwerking (NLP), waarbij gebruik wordt gemaakt van modellen zoals RoBERTa, hebben aanzienlijke verbeteringen laten zien bij het detecteren van semantische inconsistenties in deepfake-tekst, zoals gemanipuleerde tweets.

Contradictoire training: Om systemen te beveiligen tegen ontwijking, zijn adversarial trainingstechnieken opgenomen in detectiepijplijnen, die effectief blijken te zijn in het verminderen van de impact van kwaadwillig gegenereerde deepfakes.

Ontwikkeling van datasets: Onderzoekers hebben de noodzaak benadrukt van uitgebreide en diverse datasets om modellen effectief te trainen en te evalueren. Hoewel openbare datasets zoals FaceForensics++ een belangrijke rol hebben gespeeld, is er meer diversiteit nodig om echte uitdagingen aan te pakken.

Bijdragen van dit onderzoek:

Voortbouwend op de bovenstaande motivaties stelt deze studie een uitgebreid raamwerk voor dat bibliometrische inzichten, wiskundige modellering en geavanceerde algoritmische technieken combineert om deepfake-uitdagingen holistisch aan te pakken. Belangrijke bijdragen zijn onder meer:

Bibliometrische analyse: We hebben publicaties in toonaangevende academische databases onderzocht om belangrijke aandachtsgebieden te identificeren, zoals de opkomst van multimodale detectie en de groeiende belangstelling voor verklaarbare AI, die onze onderzoeksdoelstellingen hebben gestuurd.

Wiskundig model voor gevoeligheid: We ontwikkelden een op logistiek regressie gebaseerd model om de waarschijnlijkheid van correcte classificatie te kwantificeren door factoren zoals mediakwaliteit, GAN-architectuur en diversiteit van datasets op te nemen.

Hybride CNN-GAN-detectiekader: Er wordt een nieuw detectiemechanisme voorgesteld dat de sterke punten van CNN's en GAN's verenigt. Het model wordt vijandig getraind en bereikte een aanzienlijk verbeterde nauwkeurigheid, precisie en terugroepactie in vergelijking met basislijndetectoren.

Socio-technische simulaties: We hebben simulaties geïmplementeerd om de verspreiding en impact van deepfakes op sociale netwerken te bestuderen. De bevindingen bieden inzicht in hun potentiële maatschappelijke impact en vormen de basis voor beleidsgerichte mitigatiestrategieën. De FaceForensics++-dataset werd voor dit onderzoek gebruikt vanwege de uitgebreide dekking van echte en gemanipuleerde media uit verschillende GAN-architecturen.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bij dit onderzoek waren geen proefpersonen of dierproeven betrokken. Alle gebruikte deepfake-gegevens zijn verkregen uit openbaar beschikbare datasets en er is geen persoonlijk identificeerbare informatie gebruikt. Bijgevolg was formele ethische goedkeuring niet vereist. Het onderzoek is uitgevoerd in overeenstemming met institutionele richtlijnen en ethische normen voor studies met betrekking tot kunstmatige intelligentie en data-analyse. Een van de belangrijkste uitdagingen is ervoor te zorgen dat detectie-algoritmen effectief kunnen worden geschaald om diverse datasets en real-world scenario's te verwerken. De meeste bestaande methoden zijn geoptimaliseerd voor specifieke benchmarks, zoals FaceForensics++ 7, maar presteren slecht wanneer ze worden toegepast op gegevens uit de echte wereld.

Het wiskundige raamwerk voor deepfake-detectie en -analyse dient als een fundamenteel element voor het begrijpen van de gevoeligheid, de effectiviteit van detectiealgoritmen en de sociaal-technische dynamiek van deepfake-verspreiding. In dit hoofdstuk worden modellen geïntroduceerd voor gevoeligheidsanalyse, temporele detecteerbaarheid en netwerkgebaseerde inzichten, gebaseerd op recent onderzoek en theoretische formuleringen. Het detecteren van deepfakes omvat het evalueren van mediakenmerken om de waarschijnlijkheid van hun authenticiteit te bepalen. Een logistisch regressiemodel is een robuust hulpmiddel voor het modelleren van de gevoeligheid van deepfake-detectiesystemen. De waarschijnlijkheid van een nauwkeurige classificatie P(C) kan worden uitgedrukt als in vergelijking 1:

figure-protocol-1(1)

Waar:

P(C): Waarschijnlijkheid van nauwkeurige classificatie (begrensd tussen 0 en 1).

β0: Onderschepping van het logistische regressiemodel.

βi : Coëfficiënten die de invloed van elk kenmerk weergeven.

Xi: Functies die de gevoeligheid beïnvloeden, zoals resolutie, compressiekwaliteit, GAN-architectuur en artefacten.

Dit model kan worden getraind met behulp van een gelabelde dataset van authentieke en valse media, waardoor de coëfficiënten (βi) empirisch kunnen worden geleerd13.

De effectiviteit van detectiesystemen is niet statisch; Het evolueert in de loop van de tijd naarmate de technieken voor het genereren van deepfake verbeteren. Temporele analyse is essentieel om deze dynamiek te begrijpen. De detecteerbaarheid van deepfakes in de loop van de tijd kan worden gemodelleerd met behulp van een exponentiële vervalfunctie, zoals weergegeven in vergelijking 2:

figure-protocol-2(2)

Waar:

Pt: Waarschijnlijkheid van detectie op tijdstip t.

P0: Initiële kans op detectie.

λ: Vervalconstante, die de snelheid van afname van de detecteerbaarheid weergeeft.

t: Er is tijd verstreken sinds de deepfake werd geïntroduceerd.

De vervalconstante λ wordt empirisch bepaald door de prestaties van detectiesystemen in de loop van de tijd te volgen. Studies van Liu et al. tonen aan dat state-of-the-art detectiemodellen een snelle prestatiedaling vertonen wanneer ze worden geconfronteerd met nieuwere GAN-architecturen, wat de relevantie van λ weerspiegelt bij het beoordelen van de robuustheid van het systeem14. Om de verspreiding van deepfakes in sociale netwerken en onderzoekstrends te begrijpen, is netwerkanalyse een waardevol hulpmiddel. Matrices voor het gelijktijdig voorkomen van trefwoorden en sociale grafiekstructuren worden gebruikt om relaties en verspreidingspatronen te modelleren15.

Een co-keyword netwerk legt de relaties tussen onderzoekszoekwoorden vast. De co-occurrence matrix wordt gedefinieerd als in vergelijking 3:

figure-protocol-3(3)

Waarbij Mij staat voor de frequentie van het gelijktijdig voorkomen van de trefwoorden ki en kj in onderzoekspublicaties. Uit deze matrix wordt een netwerkgrafiek geconstrueerd, waarbij knooppunten trefwoorden vertegenwoordigen en randen relaties tussen gelijktijdig voorkomen vertegenwoordigen.

Centraliteitsmetingen zoals mate van centraliteit en betweenness centraliteit identificeren invloedrijke trefwoorden en opkomende onderwerpen. Domenteanu et al. gebruikte deze techniek om de bekendheid van termen als 'GAN's', 'gezichtsmanipulatie' en 'forensisch onderzoek' in de recente literatuur te benadrukken, terwijl ze trends voorspelden zoals verklaarbare AI en multimodale deepfake-detectie9.

Het simuleren van de verspreiding van deepfakes op sociale platforms omvat het modelleren van de gevoeligheid van gebruikers en de interactiedynamiek. Een vatbaar-geïnfecteerd-hersteld (SIR) model kan de verspreiding benaderen zoals weergegeven via vergelijking 4:

figure-protocol-4(4)

Waar:

S, I, R: Proporties van vatbare, geïnfecteerde (beïnvloede) en herstelde gebruikers.

β: Transmissiesnelheid, die de waarschijnlijkheid weergeeft dat gebruikers een deepfake delen.

γ: herstelpercentage, dat de waarschijnlijkheid weergeeft dat gebruikers een deepfake ontkrachten of negeren.

Deepfake-detectiekaders moeten evolueren om de uitdagingen van steeds geavanceerdere generatieve modellen aan te gaan. In dit gedeelte worden datasets en een hybride detectieraamwerk geschetst dat convolutionele neurale netwerken (CNN's) en generatieve vijandige netwerken (GAN's) integreert met temporele analyse om de robuustheid, schaalbaarheid en generaliseerbaarheid te verbeteren. De hybride CNN-GAN-architectuurcomponenten worden gedefinieerd in tabel 1 en de hyperparameterinstellingen in tabel 2. Er wordt een hybride CNN-GAN-architectuur voorgesteld om de sterke punten van zowel CNN's als GAN's te benutten. Het raamwerk bestaat uit twee primaire componenten:

Op CNN gebaseerde discriminator: De CNN fungeert als een discriminator, getraind om media als echt of nep te classificeren. Geavanceerde CNN-architecturen zoals ResNet50 worden gebruikt voor functie-extractie. Deze architecturen zijn gekozen vanwege hun vermogen om ingewikkelde patronen en artefacten vast te leggen die tijdens deepfake generatie16 zijn geïntroduceerd.

GAN-gebaseerde generator: De GAN fungeert als een generator, belast met het maken van steeds realistischere deepfakes om de discriminator17 uit te dagen. Architecturen zoals StyleGAN of CycleGAN worden gebruikt vanwege hun vermogen om hifi-afbeeldingen en video's te genereren. De discriminator en generator worden vijandig getraind, waardoor hun prestaties iteratief worden verbeterd. De verliesfunctie voor dit raamwerk wordt gedefinieerd als in vergelijking 5:

figure-protocol-5 (5)

Waar:

L-discriminator: Binair cross-entropieverlies voor het classificeren van echte versus nepmedia.

L-generator: Adversarial loss voor het genereren van realistische deepfakes.

α: Wegingsfactor die de twee verliescomponenten in evenwicht brengt.

Dit adversarial trainingsparadigma zorgt ervoor dat de discriminator bedrevener wordt in het detecteren van subtiele artefacten, terwijl de generator zijn vermogen om overtuigende deepfakes te maken verfijnt. Zoals aangetoond door Mathur et al, behaalde deze aanpak een detectienauwkeurigheid van 98,5% en een ROC-AUC van 0,995 op benchmarkdatasets zoals FaceForensics++4. Figuur 1 toont de architectuur van het voorgestelde model.

Deepfake-detectiesystemen moeten zich aanpassen aan de evoluerende verfijning van generatieve technieken. Temporele analyse is geïntegreerd in het raamwerk om de detecteerbaarheid van deepfakes in de loop van de tijd te modelleren. Dit wordt bereikt met behulp van een exponentieel vervalmodel zoals gegeven in vergelijking 6:

figure-protocol-6 (6)

Waar:

Pt: Waarschijnlijkheid van detectie op tijdstip t.

P0: Initiële kans op detectie.

Vervalconstante, die de snelheid van afname van de detecteerbaarheid weergeeft.

t: Er is tijd verstreken sinds de deepfake werd geïntroduceerd.

Door dit model op te nemen, kan het raamwerk voorspellen hoe lang een detectiesysteem effectief blijft en bepalen wanneer hertraining of upgrade van het model nodig is18.

1. Algoritme 1: Hybride CNN-GAN deepfake-detectiekader

Invoer: Dataset D={(Xi, Yi)}, leersnelheden ηd,, ηg, batchgrootte B, verliesweging α.

Uitvoer: Getraind CNN-GAN-detectiemodel.

  1. Voorbereiding van de gegevens
    1. Splits D op in trainingssets (D-train), validatie (Dval) en test (D-test).
    2. Normaliseer gegevens, wijzig het formaat van invoer (224 x 224) en vergroot om de diversiteit te verbeteren.
  2. Initialisatie van het model
    1. Discriminator:
      1. Initialiseer Dθ, een op CNN gebaseerde binaire classificatie met parameters θd.
    2. Generator:
      1. Initialiseer Gφ, een op GAN gebaseerde generator met parameters φ.
  3. Loop van de training
    1. Voor N epochs:
      1. Proef een batch van echte (Xr) en valse (Xf) gegevens.
      2. Genereer synthetische gegevens: Xg=Gφ(Z), waarbij Z~N(0,1).
    2. Verlies van discriminator:
      figure-protocol-7
      Update:
      figure-protocol-8
    3. Generator verlies:
      figure-protocol-9
      Update:
      figure-protocol-10
    4. Gecombineerd verlies:
      figure-protocol-11
  4. Analyse in de tijd
    1. Pas het vervalmodel toe:
      figure-protocol-12 
      waarbij λ empirisch wordt afgeleid uit validatiegegevens.
    2. Train het model periodiek opnieuw op basis van λ.
  5. Multimodale integratie
    1. Bereken voorspellingen voor:
      1. Audio: Pa via spectrogram anomalieën.
      2. Video: Pv via frame artefacten.
      3. Tekst: Pt via NLP-gebaseerde semantische controles.
    2. Definitieve voorspelling:
      figure-protocol-13
      waarbij W gewichten is.
  6. Model evaluatie
    1. Test op deD-test met behulp van metrieken: nauwkeurigheid, precisie, herinnering, F1-score, ROC-AUC.
  7. Implementatie
    1. Optimaliseer Dθ,G φ via snoeien en kwantiseren.
    2. Implementeer op cloud- en edge-platforms met uitlegbaarheidstools.

Einde van algoritme

Om de beperkingen van single-modale detectiesystemen aan te pakken, omvat het voorgestelde kader multimodale analyse. Door audio-, video- en tekstanalyse te combineren, verbetert het framework de robuustheid en verkleint het de kans op gemiste detecties2. Het raamwerk bevat een simulatiecomponent om de verspreiding van deepfakes in sociale netwerken te analyseren. Om de effectiviteit van het voorgestelde kader te waarborgen, worden rigoureuze evaluatiemaatstaven gebruikt, zoals weergegeven in tabel 3.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het voorgestelde hybride detectieraamwerk werd grondig geëvalueerd op basis van meerdere dimensies, waaronder detectienauwkeurigheid en -precisie, schaalbaarheids- en generalisatietests, adversarial robuustheid en sociaal-technische impactanalyse. In de volgende paragrafen worden de belangrijkste experimentele bevindingen samengevat.

Prestaties van het hybride CNN-GAN-model

We hebbe...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De experimentele resultaten tonen aan dat het voorgestelde hybride CNN-GAN-framework, aangevuld met temporele analyse en multimodale integratie, effectief verschillende kernuitdagingen bij deepfake-detectie aanpakt. In deze discussie onderzoeken we de implicaties van deze bevindingen, de sterke punten en beperkingen van onze aanpak en toekomstige richtingen voor onderzoek en implementatie.

Prestaties en bijdragen

D...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot dit werk.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Google API Client Google N/A Google API Client is een Python clientbibliotheek voor Google's discovery-based API's. https://github.com/googleapis/ google-api-python-client 
Intel OpenCV N/A OpenCV is een bibliotheek voor computervisie. https://opencv.org 
Python Python Software Foundation N/A Python is een programmeertaal. https://www.python.org 
PyTorch Facebook AI Research N/A PyTorch is een machine learning framework. https://pytorch.org

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Emerging threat of deep fake: how to identify and prevent it. Taha, M. A., et al. The 6th International Conference on Future Networks & Distributed Systems (ICFNDS '22, Tashkent, TAS, Uzbekistan, , ACM. New York, NY, USA. (2022).
  2. Deepfake detection: a multialgorithmic and multimodal approach for robust detection and analysis. Nailwal, S., Singhal, S., Singh, N. T., Raza, A. 2023 International Conference on Research Methodologies in Knowledge Management, Artificial Intelligence and Telecommunication Engineering (RMKMATE, , (2023).
  3. Citron, D. K., Chesney, R. Deepfakes and the new disinformation war. Foreign Aff. 98 (1), 147-155 (2019).
  4. Countering deepfakes using an improved advanced CNN and its ensemble with pretrained models. Mathur, A., Bhargava, K., Singh, M., Tejpal, M., Natarajan, K. 2024 Third International Conference on Electrical, Electronics, Information and Communication Technologies (ICEEICT), , (2024).
  5. Nguyen, T. T., et al. Deep learning for deepfakes creation and detection: a survey. Comput Vis Image Underst. 223, 103525(2022).
  6. Bale, D., Ochei, L., Ugwu, C. Deepfake detection and classification of images from video: a review of features, techniques, and challenges. Int J Intell Inf Syst. 13 (2), 20-28 (2024).
  7. FaceForensics++: learning to detect manipulated facial images. Rossler, A., et al. Proc IEEE Int Conf Comput Vis, 1, 1-11 (2019).
  8. Naitali, A., Ridouani, M., Salahdine, F., Kaabouch, N. Deepfake attacks: generation, detection, datasets, challenges, and research directions. Computers. 12 (12), 246(2023).
  9. Domenteanu, A., et al. Living in the age of deepfakes: a bibliometric exploration of trends, challenges, and detection approaches. Information (Switzerland). 15 (9), 525(2024).
  10. Babaei, R., Cheng, S., Duan, R., Zhao, S. Generative artificial intelligence and the evolving challenge of deepfake detection: a systematic analysis. J Sens Actuator Netw. 14 (1), 17(2025).
  11. Jiang, L., Wu, W., Qian, C., Loy, C. C. DeepFakes detection: the DeeperForensics dataset and challenge. In Deepfakes: a new threat to face recognition? assessment and detection. Marcel, S., Fierrez, J., Evans, N., Bourlai, T. 303, Springer. Cham. 303-329 (2022).
  12. Khan, S., Chen, J. C., Liao, W. H., Chen, C. S., et al. Adversarially robust deepfake detection via adversarial feature similarity learning. Advances in multimedia information processin 2023. Hui, P., et al. 1455, 503-516 (2024).
  13. Gadgilwar, J., et al. Exploring deepfake techniques, detection strategies, and emerging challenges: a survey. Int J Res Appl Sci Eng Technol. 11 (5), 1491-1495 (2023).
  14. Liu, F., et al. EvoGAN: An evolutionary computation assisted GAN. Neurocomputing. 16 (469), 81-90 (2022).
  15. Sunkari, V., Nagesh, A. S. Artificial intelligence for deepfake detection: systematic review and impact analysis. IAES Int J Artif Intell. 13 (6), 3786-3792 (2024).
  16. Hughes, R. T., Zhu, L., Bednarz, T. Generative adversarial networks–enabled human–artificial intelligence collaborative applications for creative and design industries: A systematic review of current approaches and trends. Frontiers in artificial intelligence. 28 (4), 604234(2021).
  17. Sharma, P., Kumar, M., Sharma, H. K. Robust GANbased CNN model as generative AI application for deepfake detection. EAI Endorsed Trans Internet Things. 10 (39), e3(2024).
  18. Tribhuvan, P. P., Tribhuvan, A. P. Artificial intelligence for deepfake creation and detection. Futuristic trends in artificial intelligence volum 3. 21, BPB Publications. 21-27 (2024).
  19. Sareen, M. Threats and challenges by DeepFake technology. DeepFakes. , CRC Press. 99(2022).
  20. Yan, Z., Zhang, Y., Yuan, X., Lyu, S., Wu, B. DeepfakeBench: a comprehensive benchmark of deepfake detection. Adv Neural Inf Process Syst. 36, 35687-35703 (2023).
  21. Deepfake detection using CNN and DCGANS to dropout fake multimedia content: a hybrid approach. Bansal, K., Agarwal, S., Vyas, N. Proc Int Conf IoT Commun Autom Technol (ICICAT), 1, 1-6 (2023).
  22. RuleBoost: a neurosymbolic framework for robust deepfake detection. Raza, M. A., Malik, K. M., Haq, I. U. Proc IEEE Int Joint Conf Biometrics (IJCB), 1, 1-10 (2024).
  23. Vidyavathi, B. M., Ahmed, A. F., Lulu, A. T., Fatima, S. M. Deepfake detection using deep learning. Int J Adv Res Sci Commun Technol. 4 (2), 647-651 (2024).
  24. Generative transferable universal adversarial perturbation for combating deepfakes. Guo, Y., et al. Proc 27th Int Conf Comput Support Coop Work Des (CSCWD), , 1986-1991 (2024).
  25. Prasoon, P., Ramakrishnan, P. N. Deepfake dystopia: navigating the landscape of threats and safeguards in multimedia content. Int J Trendy Res Eng Technol. 8 (3), 01-07 (2024).
  26. Altuncu, E., Franqueira, V. N. L., Li, S. Deepfake: definitions, performance metrics and standards, datasets, and a metareview. Front Big Data. 7, 1341168(2024).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Deepfake DetectionConvolutional Neural NetworksGenerative Adversarial NetworksAdversarial TrainingTemporal Decay AnalysisMultimodal DetectionFaceForensics DatasetCross Modal InconsistenciesReal Time DeploymentAdversarial Robustness
Video Coming Soon

Related Articles