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CPG-PAD:概念引导提示学习提升呈现攻击检测跨域泛化能力

文章摘要

CPG-PAD 提出将模型级概念引导引入视觉语言模型的提示学习流程,通过可解释 AI 自动发现攻击相关视觉概念并生成热力图,再以视觉提示解码器和概念映射损失将概念注入提示空间,从而捕获可迁移的攻击线索并抑制数据集特定偏差。在九个基准数据集上,该方法在多源、少源和单源设置下均取得最先进的跨域性能,论文已被 IEEE TIFS 接收。

来源arXiv Computer Vision作者: Haoyuan Zhang, Xiangyu Zhu, Li Gao, Ajian Liu, Siran Peng, Zhen Lei
CPG-PAD:概念引导提示学习提升呈现攻击检测跨域泛化能力
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人脸识别系统在门禁、支付和身份核验等场景中广泛应用,但它们也面临呈现攻击的威胁,例如打印照片、重放视频以及 3D 面具。呈现攻击检测(PAD)正是抵御这类攻击的关键防线。然而,现有 PAD 模型在面对未见领域时往往表现不佳,传感器差异、光照变化和攻击材质的不同都会导致性能显著下降。

近年来,视觉语言模型(VLM)凭借强大的泛化能力为跨域检测提供了新思路,但将其用于 PAD 仍存在明显局限。通常,提示学习在类别标签监督下进行优化,学习到的提示并未显式对齐细粒度的攻击相关视觉语义。结果是模型容易过拟合数据集特有的伪影,而不是捕捉真正可迁移的攻击线索。

针对这一问题,Haoyuan Zhang 等六位作者提出了 CPG-PAD 框架,将模型级概念引导引入提示学习过程。该框架的核心是一个视觉概念驱动增强(VCE)模块,它借助可解释人工智能(XAI)技术自动发现与 PAD 相关的视觉概念,并生成带有概念关联的热力图,为模型提供局部细粒度的引导信息。

在热力图的引导下,基于提示的概念注入(PCI)机制通过视觉提示解码器(VPD)和概念映射损失,将这些概念整合到提示空间中。这样一来,提示能够与模型内部的概念空间对齐,使 CPG-PAD 既能捕捉具有泛化性和域不变性的攻击线索,又能有效压制数据集特有的偏差。

研究团队在九个基准数据集上进行了大量实验,覆盖多源、有限源和单源三种跨域设置。结果显示,CPG-PAD 在这些设置下均稳定取得最先进的跨域性能,验证了概念引导提示学习在提升 PAD 泛化能力方面的有效性。该论文已被 IEEE Transactions on Information Forensics & Security(TIFS)接收,并于 2026 年 7 月 1 日提交至 arXiv,编号为 arXiv:2607.01303,属于计算机视觉与模式识别(cs.CV)以及人工智能(cs.AI)交叉方向。

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工程师进阶

要点

  • 利用可解释 AI 自动发现与呈现攻击相关的细粒度视觉概念并生成定位热力图
  • 通过视觉提示解码器和概念映射损失将概念注入提示空间,使提示与模型内部概念空间对齐
  • 在九个基准数据集的多源、有限源和单源跨域设置下均达到最先进性能

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。