AIGC檢測為何頻頻“看走眼”？問題可能出在數據源頭

騰訊優圖 投稿量子位 | 公眾號 QbitAI

在AIGC技術飛速發展的背景下，只需一行簡單的prompt就可生成高逼真內容，然而，這一技術進步也帶來了嚴重的安全隱患：虛假新聞、身份欺詐、版權侵犯等問題日益突出。AI生成圖像檢測也成為了AIGC時代的基礎安全能力。

然而在實際應用中， 存在一個“尷尬”現象：檢測器往往在“考場”（公開基準數據集）上分數耀眼，一旦換到“戰場”（全新模型或數據分布），性能會大幅下降。

近日，騰訊優圖實驗室聯合華東理工大學、北京大學等研究團隊在A生成圖像檢測（AI-Generated Image Detection）泛化問題上展開研究，提出Dual Data Alignment（雙重數據對齊，DDA）方法，從數據層面系統性抑制“偏差特征”，顯著提升檢測器在跨模型、跨數據域場景下的泛化能力。

目前，相關論文《Dual Data Alignment Makes AI-Generated Image Detector Easier Generalizable》已被NeurIPS 2025接收為Spotlight（錄取率 Top 3.2%）。

發現：AI圖像檢測器其實只是在“識別訓練集”

研究團隊認為問題的根源可能在于訓練數據本身的構造方式，使得檢測器并沒有真正學會區分真假的本質特征，而是“走了捷徑”，依賴于一些與真偽本身無關的“偏差特征”（Biased Features）來做出判斷。

這些偏差特征是真實圖像與AI生成圖像在訓練數據收集過程中產生的系統性差異。具體來說：

• 真實圖像：來源渠道復雜，清晰度與畫質參差不齊；分辨率分布分散；幾乎都以JPEG 格式存儲，并帶有不同程度的壓縮痕跡。
• AI生成圖像：呈現出高度統一的模式，分辨率常集中在256×256、512×512、1024×1024等固定檔位；并且大多以PNG等無損格式存儲；畫面干凈，沒有明顯壓縮痕跡。

在這樣的數據構成下，檢測模型可能會去學習“投機策略”，例如PNG≈假圖，JPEG≈真圖。這種“捷徑”可以在某些標準測試集（如GenImage）上甚至可以達到100%的檢測準確率，然而一旦對AI生成的PNG圖像進行簡單的JPEG壓縮，使其在格式和壓縮痕跡上接近真實圖像，這類檢測器的性能就會出現“斷崖式下跌”。

對比真實圖像和AI生成圖像，兩者可能存在格式偏差、語義偏差和尺寸偏差：

解法和思路

針對這一問題，研究團隊認為如果數據本身帶有系統性偏差，模型設計的再復雜也難免“學偏”。因此提出了DDA（雙重數據對齊，Dual Data Alignment） 方法，通過重構和對齊訓練數據來消除偏差。其核心操作分為三步：

• 像素域對齊（Pixel Alignment）

使用VAE（變分自編碼器）技術對每一張真實圖像進行重建，得到一張內容一致、分辨率統一的AI生成圖像。這一步操作消除了內容和分辨率上的偏差。

• 頻率域對齊（Frequency Alignment）

僅僅像素域對齊是不夠的，由于真實圖像大多經過JPEG壓縮，其高頻信息（細節紋理）是受損的；而VAE在重建圖像時，反而會“補全”這些細節，創造出比真實圖像更豐富的高頻信息，這本身又成了一種新的偏差。

△可視化對比真實圖像（JPEG75）和AI生成圖像（PNG）的高頻分量

實驗也證實了這一點：當研究者將一幅重建圖像中“完美”的高頻部分，替換為真實圖像中“受損”的高頻部分后，檢測器對VAE重建圖的檢出率會大幅下降。

△對比VAE重建圖和VAE重建圖（高頻分量對齊真實圖像）的檢出率

因此，關鍵的第二步是對重建圖執行與真實圖完全相同的JPEG壓縮，使得兩類圖像在頻率域上對齊。

• Mixup

最后采用Mixup將真實圖像與經過對齊的生成圖像在像素層面進行混合，進一步增強真圖和假圖的對齊程度。

經過上述步驟，就能得到一組在像素和頻率特征上都高度一致的“真/假”數據集，促進模型學習更泛化的“區分真假”的特征。

實驗效果

傳統的學術評測往往是為每個Benchmark單獨訓練一個檢測器評估。這種評測方式與真實應用場景不符。

為了更真實地檢驗方法的泛化能力，研究團隊提出了一種嚴格的評測準則：只訓練一個通用模型，然后用它直接在所有未知的、跨域的測試集上評估。

在這一嚴格的評測標準下，DDA（基于COCO數據重建）實驗效果如下。

• 綜合表現：在一個包含11個不同Benchmark的全面測試中，DDA在其中 10個 上取得了領先表現。
• 安全下限（min-ACC）：對于安全產品而言，決定短板的“最差表現”往往比平均分更重要。在衡量模型最差表現的min-ACC指標上，DDA比第二名高出了27.5個百分點。
• In-the-wild測試：在公認高難度的真實場景“In-the-wild”數據集Chameleon上，檢測準確率達到82.4%。
• 跨架構泛化：DDA訓練的模型不僅能檢測主流的Diffusion模型生成的圖像，其學到的本質特征還能有效泛化至GAN和自回歸模型等完全不同，甚至沒有用到VAE的生成架構。

無偏的訓練數據助力泛化性提升

在AI生成圖像日益逼真的今天，如何準確識別“真”與“假”變得尤為關鍵。

但AIGC檢測模型的泛化性問題，有時并不需要設計復雜的模型結構，而是需要回歸數據本身，從源頭消除那些看似微小卻足以致命的“偏見”。

“雙重數據對齊”提供了一個新的技術思路，通過提供更“高質量”的數據，迫使這些模型最終學習正確的知識，并專注于真正重要的特征，從而獲得更強的泛化能力。

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2505.14359
GitHub：https://github.com/roy-ch/Dual-Data-Alignment