Visual entailment (VE) is a multimodal reasoning task consisting of image-sentence pairs whereby a promise is defined by an image, and a hypothesis is described by a sentence. The goal is to predict whether the image semantically entails the sentence. VE systems have been widely adopted in many downstream tasks. Metamorphic testing is the commonest technique for AI algorithms, but it poses a significant challenge for VE testing. They either only consider perturbations on single modality which would result in ineffective tests due to the destruction of the relationship of image-text pair, or just conduct shallow perturbations on the inputs which can hardly detect the decision error made by VE systems. Motivated by the fact that objects in the image are the fundamental element for reasoning, we propose VEglue, an object-aligned joint erasing approach for VE systems testing. It first aligns the object regions in the premise and object descriptions in the hypothesis to identify linked and un-linked objects. Then, based on the alignment information, three Metamorphic Relations are designed to jointly erase the objects of the two modalities. We evaluate VEglue on four widely-used VE systems involving two public datasets. Results show that VEglue could detect 11,609 issues on average, which is 194%-2,846% more than the baselines. In addition, VEglue could reach 52.5% Issue Finding Rate (IFR) on average, and significantly outperform the baselines by 17.1%-38.2%. Furthermore, we leverage the tests generated by VEglue to retrain the VE systems, which largely improves model performance (50.8% increase in accuracy) on newly generated tests without sacrificing the accuracy on the original test set.


翻译:视觉蕴含(VE)是一种多模态推理任务,由图像-句子对组成,其中前提由图像定义,假设由句子描述。其目标是预测图像是否在语义上蕴含该句子。VE系统已被广泛应用于许多下游任务。蜕变测试是人工智能算法最常用的技术,但这对VE测试构成了重大挑战。现有方法要么仅考虑对单模态进行扰动,由于破坏了图像-文本对的关系而导致测试无效,要么仅对输入进行浅层扰动,难以检测VE系统做出的决策错误。受图像中对象是推理基本要素这一事实启发,我们提出VEglue,一种针对VE系统测试的对象对齐联合擦除方法。它首先对齐前提中的对象区域与假设中的对象描述,以识别关联对象与非关联对象;然后基于对齐信息,设计三种蜕变关系,以联合擦除两模态的对象。我们在两个公开数据集上对四种广泛使用的VE系统进行了评估。结果表明,VEglue平均可检测11,609个问题,比基线方法多194%-2,846%。此外,VEglue的平均问题发现率(IFR)达到52.5%,显著优于基线方法17.1%-38.2%。进一步地,我们利用VEglue生成的测试用例重新训练VE系统,在保证原始测试集精度不受损的前提下,使模型在新生成测试上的性能大幅提升(准确率提升50.8%)。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+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
2+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
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月10日
UNITER: Learning UNiversal Image-TExt Representations
Arxiv
23+阅读 · 2019年9月25日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+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
2+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员