Existing works on reasoning segmentation either connect hidden features from a language model directly to a mask decoder or represent positions in text, which limits interpretability and semantic detail. To solve this, we present CoPRS, a Multi-modal Chain-of-Thought (MCoT)-based positional perception model that bridges language reasoning to segmentation through a differentiable and interpretable positional prior instantiated as a heatmap. By making the reasoning process clear via MCoT and expressing it as a dense, differentiable heatmap, this interface enhances interpretability and diagnostic analysis and yields more concentrated evidence on the target. A learnable concentration token aggregates features of the image and reasoning text to generate this positional prior, which is decoded to precise masks through a lightweight decoder, providing a direct connection between reasoning and segmentation. Across the RefCOCO series and ReasonSeg, CoPRS matches or surpasses the best reported metrics on each standard split under comparable protocols, with performance at or above the prior state of the art across both validation and test partitions. Extensive experiments demonstrate a strong positive correlation among the CoT trajectory, the generated heatmap, and the decoded mask, supporting an interpretable alignment between the reasoning output and downstream mask generation. Collectively, these findings support the utility of this paradigm in bridging reasoning and segmentation and show advantages in concentration driven by reasoning and in more precise mask prediction. Code has been released at https://github.com/ZhenyuLU-Heliodore/CoPRS.


翻译:现有推理分割工作要么将语言模型的隐藏特征直接连接至掩码解码器,要么以文本形式表示位置,这限制了可解释性与语义细节。为解决此问题,我们提出CoPRS——一种基于多模态思维链(MCoT)的位置感知模型,通过可微分且可解释的位置先验(以热力图形式实例化)将语言推理与分割相衔接。通过MCoT使推理过程清晰化,并将其表达为密集可微的热力图,该接口增强了可解释性与诊断分析能力,并在目标上生成更集中的证据。一个可学习的集中标记(concentration token)聚合图像与推理文本的特征以生成该位置先验,并通过轻量级解码器解码为精确掩码,为推理与分割之间提供直接连接。在RefCOCO系列与ReasonSeg数据集上,CoPRS在可比协议下各标准划分中达到或超越已有最佳指标,且在验证与测试分区中性能均达到或超越先前最优水平。大量实验证实,CoT轨迹、生成热力图与解码掩码之间存在强正相关,支持推理输出与下游掩码生成之间的可解释对齐。综上,这些发现验证了该范式在衔接推理与分割中的实用性,并展示了其在推理驱动的集中性及更精确掩码预测方面的优势。代码已开源至https://github.com/ZhenyuLU-Heliodore/CoPRS。

0
下载
关闭预览

相关内容

多模态推理的基础、方法与未来前沿
专知会员服务
27+阅读 · 2025年7月6日
多模态思维链推理:全面综述
专知会员服务
61+阅读 · 2025年3月23日
AI进入推理模型时代,一文带你读懂思维链
专知会员服务
40+阅读 · 2025年3月17日
【ACL2024】通过直接偏好优化的自训练提升链式思维推理
因果关联学习,Causal Relational Learning
专知会员服务
185+阅读 · 2020年4月21日
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20日
理解人类推理的深度学习
论智
19+阅读 · 2018年11月7日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
论文浅尝 | 基于神经网络的知识推理
开放知识图谱
15+阅读 · 2018年3月12日
关系推理:基于表示学习和语义要素
计算机研究与发展
19+阅读 · 2017年8月22日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:00
21世纪的无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:05
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:51
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20日
理解人类推理的深度学习
论智
19+阅读 · 2018年11月7日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
论文浅尝 | 基于神经网络的知识推理
开放知识图谱
15+阅读 · 2018年3月12日
关系推理:基于表示学习和语义要素
计算机研究与发展
19+阅读 · 2017年8月22日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员