Contrastive vision-language pre-training frameworks such as CLIP have demonstrated impressive zero-shot performance across a range of vision-language tasks. Recent studies have shown that aligning individual text tokens with specific image patches or regions enhances fine-grained compositional understanding. However, it remains challenging to capture compositional semantics that span multiple image regions. To address this limitation, we propose PowerCLIP, a novel contrastive pre-training framework enhanced by powerset alignment, which exhaustively optimizes region-to-phrase alignments by minimizing the loss defined between powersets of image regions and textual parse trees. Since the naive powerset construction incurs exponential computational cost due to the combinatorial explosion in the number of region subsets, we introduce efficient non-linear aggregators (NLAs) that reduce complexity from O(2^M) to O(M) with respect to the number of regions M, while approximating the exact loss value with arbitrary precision. Our extensive experiments demonstrate that PowerCLIP outperforms state-of-the-art methods in zero-shot classification and retrieval tasks, underscoring the compositionality and robustness of our approach. Our code will be made publicly available.


翻译:诸如CLIP等对比视觉-语言预训练框架已在多种视觉-语言任务中展现出卓越的零样本性能。近期研究表明,将单个文本词元与特定图像块或区域对齐可增强细粒度组合理解能力。然而,捕捉跨越多个图像区域的组合语义仍具挑战性。为突破此局限,我们提出PowerCLIP——一种通过幂集对齐增强的新型对比预训练框架,该方法通过最小化图像区域幂集与文本解析树幂集之间定义的损失函数,穷尽优化区域到短语的对齐关系。由于朴素幂集构造会因区域子集数量的组合爆炸导致指数级计算成本,我们引入高效非线性聚合器,将复杂度从O(2^M)降至O(M)(M为区域数量),同时以任意精度逼近精确损失值。大量实验表明,PowerCLIP在零样本分类与检索任务中优于现有最优方法,凸显了本方法的组合性与鲁棒性。代码将公开提供。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2024】VideoMAC: 视频掩码自编码器与卷积神经网络
专知会员服务
17+阅读 · 2024年3月4日
【AAAI2024】KAM-CoT: 知识增强的多模态思维链推理
专知会员服务
45+阅读 · 2024年1月24日
【AAAI2023】MHCCL:多变量时间序列的掩蔽层次聚类对比学习
UTC: 用于视觉对话的任务间对比学习的统一Transformer
专知会员服务
14+阅读 · 2022年5月4日
MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
18+阅读 · 2021年5月3日
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【CVPR 2020 Oral】小样本类增量学习
专知
20+阅读 · 2020年6月26日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
语义分割中的深度学习方法全解:从FCN、SegNet到DeepLab
炼数成金订阅号
26+阅读 · 2017年7月10日
MNIST入门:贝叶斯方法
Python程序员
23+阅读 · 2017年7月3日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
47+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
6+阅读 · 2014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
6+阅读 · 2014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 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2024年12月27日
Arxiv
176+阅读 · 2023年4月20日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
501+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
83+阅读 · 2023年3月26日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
3+阅读 · 4月25日
多智能体协作机制
专知会员服务
3+阅读 · 4月25日
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
6+阅读 · 4月25日
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
7+阅读 · 4月25日
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
10+阅读 · 4月25日
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【CVPR 2020 Oral】小样本类增量学习
专知
20+阅读 · 2020年6月26日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
语义分割中的深度学习方法全解:从FCN、SegNet到DeepLab
炼数成金订阅号
26+阅读 · 2017年7月10日
MNIST入门:贝叶斯方法
Python程序员
23+阅读 · 2017年7月3日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
47+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
6+阅读 · 2014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
6+阅读 · 2014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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员