Many multimodal tasks, such as image captioning and visual question answering, require vision-language models (VLMs) to associate objects with their properties and spatial relations. Yet it remains unclear where and how such associations are computed within VLMs. In this work, we show that VLMs rely on two concurrent mechanisms to represent such associations. In the language model backbone, intermediate layers represent content-independent spatial relations on top of visual tokens corresponding to objects. However, this mechanism plays only a secondary role in shaping model predictions. Instead, the dominant source of spatial information originates in the vision encoder, whose representations encode the layout of objects and are directly exploited by the language model backbone. Notably, this spatial signal is distributed globally across visual tokens, extending beyond object regions into surrounding background areas. We show that enhancing these vision-derived spatial representations globally across all image tokens improves spatial reasoning performance on naturalistic images. Together, our results clarify how spatial association is computed within VLMs and highlight the central role of vision encoders in enabling spatial reasoning.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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