Multimodal learning has mainly focused on learning large models on, and fusing feature representations from, different modalities for better performances on downstream tasks. In this work, we take a detour from this trend and study the intrinsic nature of multimodal data by asking the following questions: 1) Can we learn more structured latent representations of general multimodal data?; and 2) can we intuitively understand, both mathematically and visually, what the latent representations capture? To answer 1), we propose a general and lightweight framework, Multimodal Understanding Through Correlation Maximization and Minimization (MUCMM), that can be incorporated into any large pre-trained network. MUCMM learns both the common and individual representations. The common representations capture what is common between the modalities; the individual representations capture the unique aspect of the modalities. To answer 2), we propose novel scores that summarize the learned common and individual structures and visualize the score gradients with respect to the input, visually discerning what the different representations capture. We further provide mathematical intuitions of the computed gradients in a linear setting, and demonstrate the effectiveness of our approach through a variety of experiments.


翻译:多模态学习主要关注在不同模态上训练大型模型以及融合来自不同模态的特征表示,以提升下游任务的性能。在本工作中,我们偏离这一主流趋势,通过提出以下问题来研究多模态数据的内在本质:1)我们能否学习到通用多模态数据的更具结构化的潜在表示?2)我们能否从数学和视觉两个层面直观理解潜在表示所捕获的内容?针对问题1),我们提出一种通用且轻量级的框架——基于相关最大化和最小化的多模态理解(MUCMM),该框架可被集成到任何大型预训练网络中。MUCMM能够同时学习共性表示和个性表示:共性表示捕获模态之间的共同特征,而个性表示则捕获模态的独特方面。针对问题2),我们提出了新的评分指标来总结已学习的共性和个性结构,并通过可视化评分相对于输入的梯度,从视觉上区分不同表示所捕获的内容。我们进一步在线性设置下提供计算梯度的数学直觉,并通过一系列实验证明了我们方法的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15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
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
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
1+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2022年8月25日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
151+阅读 · 2017年8月1日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
1+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员