Contrastively trained vision-language models like CLIP, have made remarkable progress in learning joint image-text representations, but still face challenges in compositional understanding. They often exhibit a "bag-of-words" behavior--struggling to capture the object relations, attribute-object bindings, and word order dependencies. This limitation arises not only from the reliance on global, single-vector representations for optimization, but also from the insufficient exploitation and modeling of the rich compositional information inherently present in paired image text data. In this work, we propose MACCO (MAsked Compositional Concept MOdeling), a framework that masks compositional concepts in one modality and reconstructs them conditioned on the full contextual information from the other, enabling the model to capture and align cross-modal compositional structures more effectively. To facilitate this process, we introduce two auxiliary objectives that jointly align and regularize masked features both inter-modally and intra-modally. Extensive experiments on five compositional benchmarks, along with in-depth analyses, demonstrate that our approach not only significantly enhances compositionality in VLMs but also improves their ability to capture syntactic structure and linguistic information. Additionally, the improved compositionality also benefits text-to-image generation and multimodal large language model. Code is available at https://github.com/hiker-lw/MACCO.


翻译:对比训练的视觉-语言模型(如CLIP)在联合图像-文本表示学习方面取得了显著进展,但在组合性理解方面仍面临挑战。这些模型常表现出"词袋"行为——难以捕捉对象关系、属性-对象绑定以及词序依赖。这一局限不仅源于对全局单向量表示的优化依赖,还在于图像-文本配对数据中天然存在的丰富组合性信息未能得到充分挖掘与建模。本文提出MACCO(遮蔽组合概念建模)框架,该模型遮蔽某一模态中的组合概念,并基于另一模态的完整上下文信息对其进行重构,从而更有效地捕捉和对齐跨模态组合结构。为此,我们引入两个辅助目标函数,分别从模态间和模态内对遮蔽特征进行联合对齐与正则化。在五个组合性基准上的大量实验与深入分析表明,本方法不仅显著提升了视觉-语言模型的组合性,还增强了其捕捉句法结构与语言信息的能力。此外,组合性的提升对文本到图像生成及多模态大语言模型亦产生积极影响。代码开源于https://github.com/hiker-lw/MACCO。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】学习视觉-语言表示以实现多模态理解
专知会员服务
28+阅读 · 2025年2月8日
【NeurIPS2024】IPO: 面向视觉-语言模型的可解释提示优化
专知会员服务
22+阅读 · 2024年10月23日
《多模态大模型少样本自适应》综述
专知会员服务
103+阅读 · 2024年1月4日
【南洋理工-CVPR2022】视觉语言模型的条件提示学习
专知会员服务
34+阅读 · 2022年3月13日
「知识增强预训练语言模型」最新研究综述
专知
18+阅读 · 2022年11月18日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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