Deep learning approaches to natural language processing have made great strides in recent years. While these models produce symbols that convey vast amounts of diverse knowledge, it is unclear how such symbols are grounded in data from the world. In this paper, we explore the development of a private language for visual data representation by training emergent language (EL) encoders/decoders in both i) a traditional referential game environment and ii) a contrastive learning environment utilizing a within-class matching training paradigm. An additional classification layer utilizing neural machine translation and random forest classification was used to transform symbolic representations (sequences of integer symbols) to class labels. These methods were applied in two experiments focusing on object recognition and action recognition. For object recognition, a set of sketches produced by human participants from real imagery was used (Sketchy dataset) and for action recognition, 2D trajectories were generated from 3D motion capture systems (MOVI dataset). In order to interpret the symbols produced for data in each experiment, gradient-weighted class activation mapping (Grad-CAM) methods were used to identify pixel regions indicating semantic features which contribute evidence towards symbols in learned languages. Additionally, a t-distributed stochastic neighbor embedding (t-SNE) method was used to investigate embeddings learned by CNN feature extractors.


翻译:近年来,深度学习在自然语言处理领域取得了显著进展。尽管这些模型生成的符号蕴含了海量且多样化的知识,但尚不清楚这些符号如何与真实世界数据实现具象连接。本文通过训练涌现语言(EL)编码器/解码器,探索了视觉数据表示的私有语言发展过程:其一采用传统指称游戏环境,其二利用基于类内匹配训练范式的对比学习环境。通过融合神经机器翻译与随机森林分类的附加分类层,我们将符号表示(整数符号序列)转化为类别标签。这些方法被应用于物体识别与动作识别两项实验:物体识别采用基于真实影像的人类手绘草图集(Sketchy数据集),动作识别则使用三维动作捕捉系统生成的二维轨迹(MOVI数据集)。为解析各实验中数据生成的符号,我们采用梯度加权类激活映射(Grad-CAM)方法识别像素区域,揭示为所学语言符号贡献语义特征的关键区域。同时,利用t分布随机邻域嵌入(t-SNE)方法探究CNN特征提取器习得的嵌入表征。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+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
Local Statistics for Generative Image Detection
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月25日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月23日
Arxiv
46+阅读 · 2022年9月6日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Arxiv
18+阅读 · 2020年10月9日
Learning Implicit Fields for Generative Shape Modeling
Arxiv
11+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
4+阅读 · 今天14:53
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
6+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
12+阅读 · 6月12日
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
7+阅读 · 6月12日
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Local Statistics for Generative Image Detection
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月25日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月23日
Arxiv
46+阅读 · 2022年9月6日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Arxiv
18+阅读 · 2020年10月9日
Learning Implicit Fields for Generative Shape Modeling
Arxiv
11+阅读 · 2018年12月6日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+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