Detecting fake images is becoming a major goal of computer vision. This need is becoming more and more pressing with the continuous improvement of synthesis methods based on Generative Adversarial Networks (GAN), and even more with the appearance of powerful methods based on Diffusion Models (DM). Towards this end, it is important to gain insight into which image features better discriminate fake images from real ones. In this paper we report on our systematic study of a large number of image generators of different families, aimed at discovering the most forensically relevant characteristics of real and generated images. Our experiments provide a number of interesting observations and shed light on some intriguing properties of synthetic images: (1) not only the GAN models but also the DM and VQ-GAN (Vector Quantized Generative Adversarial Networks) models give rise to visible artifacts in the Fourier domain and exhibit anomalous regular patterns in the autocorrelation; (2) when the dataset used to train the model lacks sufficient variety, its biases can be transferred to the generated images; (3) synthetic and real images exhibit significant differences in the mid-high frequency signal content, observable in their radial and angular spectral power distributions.


翻译:检测假图像正在成为计算机视觉的主要目标。随着基于生成对抗网络(GAN)的合成方法的持续改进,甚至是基于扩散模型 (DM) 的强力方法的出现,这种需求变得越来越紧迫。为了实现这一目标,重要的是要深入了解哪些图像特征更适合区分虚假图像和真实图像。在这篇论文中,我们对大量不同系列的图像生成器进行了系统研究,旨在发现真实图像和生成图像最具证据学意义的特征。我们的实验提供了一些有趣的观察结果,并揭示了一些关于合成图像的有趣特性: (1) 不仅 GAN 模型,而且 DM 和 VQ-GAN (矢量量化生成对抗网络) 模型在 Fourier 域中也会产生可见的伪影,并在自相关中表现出异常的规则模式; (2)当用于训练模型的数据集缺乏足够的多样性时,其偏见可能会转移到生成图像; (3)合成和真实图像在中高频信号内容上存在显著差异,在其径向和角向频率功率分布中可观察到。

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