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缓解资源受限对比图文检索中的预测特征抑制

计算机视觉与模式识别 2023-06-08 v3 人工智能

摘要

为训练图文检索(ICR)方法,对比损失函数常作为优化函数的选择。遗憾的是,对比式 ICR 方法易受预测特征抑制的影响。预测特征是指能正确指示查询与候选项之间相似性的特征。然而,在训练中存在多个预测特征时,编码器模型倾向于抑制冗余的预测特征,因为这些特征对于学习区分正负样本对并非必需。尽管某些预测特征在训练时是冗余的,它们在评估时可能相关。我们提出一种缓解资源受限 ICR 方法预测特征抑制的方法:隐目标解码(LTD)。我们在对比式 ICR 框架中增加一个额外的解码器,以在通用句子编码器的潜空间重建输入描述,从而防止图像与描述编码器抑制预测特征。我们将 LTD 目标实现为优化约束,以确保在主要优化对比损失的同时重建损失低于某界值。重要的是,LTD 不依赖于额外的训练数据或昂贵的(困难)负样本挖掘策略。实验表明,与在输入空间重建输入描述不同,LTD 缓解了预测特征抑制,其 recall@k、r-precision 与 nDCG 分数均高于对比式 ICR 基线。此外,我们证明 LTD 应作为优化约束而非双优化目标实现。最后,我们展示 LTD 可应用于不同的对比学习损失及多种资源受限 ICR 方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.13382,
  title  = {Reducing Predictive Feature Suppression in Resource-Constrained Contrastive Image-Caption Retrieval},
  author = {Maurits Bleeker and Andrew Yates and Maarten de Rijke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13382},
  year   = {2023}
}

备注

Published in Transactions on Machine Learning Research OpenReview: https://openreview.net/forum?id=T1XtOqrVKn Code: https://github.com/MauritsBleeker/reducing-predictive-feature-suppression. Video: https://www.youtube.com/watch?v=oxa5AbGrKCY