【儀表網 研發快訊】現有自然語言問答的視頻理解研究大多采用離線特征提取方式來進行問答推理，然而這種離線的處理方式存在一些缺陷：(1)視頻或文本特征提取器通常是在其他任務上進行訓練的，與目標任務存在差異，如將行為識別數據集上訓練的特征提取器直接用于視頻問答任務顯然不是最優的。(2)各個特征提取器通常是在各自領域數據集上單獨進行訓練，得到的模態特征之間缺乏聯系。(3)為提升問答推理表現，這類方法通常需借助于復雜的特征提取器或文本分析工具以更有效地處理視頻或問題。因此，采取端到端的方式來對自然語言問題和視頻內容進行學習是解決上述缺陷的一種有效途徑。盡管近年來提出的端到端方法通過同時學習特征提取與多模態信息交互，并在問答推理上取得了優異的識別表現。然而，這些方法主要關注于構建參數量龐大的模型以及探索如何利用大規模視覺文本語料庫的預訓練來提升任務性能，而這通常需要耗費大量的計算資源，且在數據標注和模型訓練上具有較高的人力成本。
我院研究團隊針對現有研究方法存在的上述問題，提出了一種高效的端到端視頻和語言聯合學習方法。該方法結合了現有研究中所驗證的局部空間信息和時間動態特性對于提升問答推理準確性的幫助，通過設計金字塔式視頻和語言交互結構，將視頻分解成具有不同粒度的空間和時間特征，并堆疊多個多模態 Transformer層提取其與問題之間的交互，實現了視頻和文本之間的局部和全局依賴關系提取。此外，為更充分地利用各層上的局部和全局交互特征，該方法設計了一種基于上下文匹配的橫向連接操作以及多步損失約束，以逐步地實現局部和全局語義完整的交互特征的提取。
方法框架圖
本研究方法能夠在無需建立參數量龐大的特征提取以及交互模型，且在不借助于大規模視覺文本數據對預訓練的情況下，取得與現有方法相比更好或相當的推理表現。同時在模型參數量和計算效率上具有顯著優勢。相關成果發表在人工智能頂會議AAAI Conference on Artificial Intelligence(CCF A類)上。上述工作得到國家自然科學基金項目的支持。
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