A fundamental characteristic common to both human vision and natural language is their compositional nature. Yet, despite the performance gains contributed by large vision and language pretraining, we find that: across 7 architectures trained with 4 algorithms on massive datasets, they struggle at compositionality. To arrive at this conclusion, we introduce a new compositionality evaluation benchmark, CREPE, which measures two important aspects of compositionality identified by cognitive science literature: systematicity and productivity. To measure systematicity, CREPE consists of a test dataset containing over $370K$ image-text pairs and three different seen-unseen splits. The three splits are designed to test models trained on three popular training datasets: CC-12M, YFCC-15M, and LAION-400M. We also generate $325K$, $316K$, and $309K$ hard negative captions for a subset of the pairs. To test productivity, CREPE contains $17K$ image-text pairs with nine different complexities plus $183K$ hard negative captions with atomic, swapping and negation foils. The datasets are generated by repurposing the Visual Genome scene graphs and region descriptions and applying handcrafted templates and GPT-3. For systematicity, we find that model performance decreases consistently when novel compositions dominate the retrieval set, with Recall@1 dropping by up to $12\%$. For productivity, models' retrieval success decays as complexity increases, frequently nearing random chance at high complexity. These results hold regardless of model and training dataset size.


翻译:人类视觉与自然语言的一个基本共同特征是其组合性。然而,尽管大规模视觉与语言预训练带来了性能提升,我们发现:在7种架构上使用4种算法在庞大数据集上训练的模型,在组合性方面仍存在困难。为得出这一结论,我们提出了新的组合性评估基准CREPE,它衡量了认知科学文献所识别的组合性两个重要方面:系统性与生成性。为衡量系统性,CREPE包含一个包含超过37万对图像-文本对的测试数据集,以及三种不同的"所见-未见"划分。这三种划分旨在测试在三种常用训练数据集(CC-12M、YFCC-15M和LAION-400M)上训练的模型。我们还为部分子集生成了32.5万、31.6万和30.9万个难负例描述。为衡量生成性,CREPE包含1.7万对具有九种不同复杂度的图像-文本对,以及18.3万个包含原子、交换和否定干扰的难负例描述。这些数据集通过重新利用Visual Genome场景图和区域描述,并应用手工模板和GPT-3生成。在系统性方面,我们发现当检索集中新组合占主导时,模型性能持续下降,Recall@1指标下降高达12%。在生成性方面,随着复杂度增加,模型的检索成功率衰减,在高复杂度下常接近随机水平。这些结果与模型和训练数据集规模无关。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月2日
VIP会员
最新内容
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:06
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:31
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:49
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
13+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员