論文の概要: Domain Generalization via Ensemble Stacking for Face Presentation Attack Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.02145v2
• Date: Sat, 16 Sep 2023 08:25:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-20 00:59:36.250486
• Title: Domain Generalization via Ensemble Stacking for Face Presentation Attack Detection
• Title（参考訳）: 顔提示攻撃検出のためのアンサンブルスタックによるドメイン一般化
• Authors: Usman Muhammad, Jorma Laaksonen, Djamila Romaissa Beddiar, and Mourad Oussalah
• Abstract要約: 顔提示攻撃検出(PAD)は、偽造攻撃に対する顔認識システムを保護する上で重要な役割を担っている。 本研究では,合成データ生成と深層アンサンブル学習を組み合わせた包括的ソリューションを提案する。 4つのデータセットに対する実験結果は、3つのベンチマークデータセット上でのHTER(low half total error rate)を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.61143637299349
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Face Presentation Attack Detection (PAD) plays a pivotal role in securing face recognition systems against spoofing attacks. Although great progress has been made in designing face PAD methods, developing a model that can generalize well to unseen test domains remains a significant challenge. Moreover, due to different types of spoofing attacks, creating a dataset with a sufficient number of samples for training deep neural networks is a laborious task. This work proposes a comprehensive solution that combines synthetic data generation and deep ensemble learning to enhance the generalization capabilities of face PAD. Specifically, synthetic data is generated by blending a static image with spatiotemporal encoded images using alpha composition and video distillation. This way, we simulate motion blur with varying alpha values, thereby generating diverse subsets of synthetic data that contribute to a more enriched training set. Furthermore, multiple base models are trained on each subset of synthetic data using stacked ensemble learning. This allows the models to learn complementary features and representations from different synthetic subsets. The meta-features generated by the base models are used as input to a new model called the meta-model. The latter combines the predictions from the base models, leveraging their complementary information to better handle unseen target domains and enhance the overall performance. Experimental results on four datasets demonstrate low half total error rates (HTERs) on three benchmark datasets: CASIA-MFSD (8.92%), MSU-MFSD (4.81%), and OULU-NPU (6.70%). The approach shows potential for advancing presentation attack detection by utilizing large-scale synthetic data and the meta-model.
• Abstract（参考訳）: 顔提示攻撃検出(PAD)は、偽造攻撃に対する顔認識システムを保護する上で重要な役割を担っている。 フェイスパッド法の設計には大きな進歩があったが、未発見のテスト領域にうまく一般化できるモデルの開発は依然として大きな課題である。 さらに、さまざまな種類のスプーフィング攻撃のために、ディープニューラルネットワークをトレーニングする十分な数のサンプルでデータセットを作成するのは、面倒な作業である。 本研究では,合成データ生成と深層アンサンブル学習を組み合わせることで,顔PADの一般化能力を向上する包括的ソリューションを提案する。 具体的には、アルファ組成とビデオ蒸留を用いて静止画像と時空間符号化画像とを混合して合成データを生成する。 この方法で、様々なアルファ値のモーションボケをシミュレートし、より強化されたトレーニングセットに寄与する合成データの多様なサブセットを生成する。 さらに、積層アンサンブル学習を用いて合成データの各サブセット上で複数のベースモデルを訓練する。 これによりモデルは異なる合成部分集合から相補的な特徴や表現を学ぶことができる。 ベースモデルによって生成されるメタ特徴は、メタモデルと呼ばれる新しいモデルの入力として使用される。 後者はベースモデルからの予測を組み合わせることで、補完的な情報を活用して、目に見えないターゲットドメインをよりよく処理し、全体的なパフォーマンスを向上させる。 4つのデータセットにおける実験結果は、casia-mfsd (8.92%)、msu-mfsd (4.81%)、oulu-npu (6.70%)の3つのベンチマークデータセットで低い半分誤差率 (hter) を示している。 提案手法は,大規模合成データとメタモデルを用いて,提示攻撃検出の進展を示す。

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