Evolutionary Multi-Objective Fusion of Deepfake Speech Detectors

arXiv cs.LG / 4/3/2026

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Key Points

  • 既存のSSLベース深fake音声検出器は高精度だが、単純なアンサンブル融合は巨大化しやすく効果が頭打ちになる点を問題としている。
  • NSGA-IIによる進化的マルチ目的最適化で「検出誤差」と「システム複雑性」を同時に最小化するスコア融合フレームワークを提案している。
  • 検出器の選択(スコア平均用のバイナリ符号)と、検出器重み(重み付き和用の実数符号)の2種類の符号化を検討し、ASVspoof 5の36のSSLベース検出器で評価している。
  • Paretoフロントにより、単純平均やロジスティック回帰のベースラインを上回るトレードオフ解を提示し、実数版ではEER 2.37%(minDCF 0.0684)かつパラメータ数を約半減してSOTA同等構成を見いだせると報告している。
  • 多様なトレードオフ解を提供することで、精度と計算コストのバランスをとった実運用(デプロイメント)判断を支援することを狙っている。

Abstract

While deepfake speech detectors built on large self-supervised learning (SSL) models achieve high accuracy, employing standard ensemble fusion to further enhance robustness often results in oversized systems with diminishing returns. To address this, we propose an evolutionary multi-objective score fusion framework that jointly minimizes detection error and system complexity. We explore two encodings optimized by NSGA-II: binary-coded detector selection for score averaging and a real-valued scheme that optimizes detector weights for a weighted sum. Experiments on the ASVspoof 5 dataset with 36 SSL-based detectors show that the obtained Pareto fronts outperform simple averaging and logistic regression baselines. The real-valued variant achieves 2.37% EER (0.0684 minDCF) and identifies configurations that match state-of-the-art performance while significantly reducing system complexity, requiring only half the parameters. Our method also provides a diverse set of trade-off solutions, enabling deployment choices that balance accuracy and computational cost.