论文阅读“Large-Scale Visual Relationship Understanding”

引用格式:Zhang J, Kalantidis Y, Rohrbach M, et al. Large-scale visual relationship understanding[C]//Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence. 2019, 33: 9185-9194.

摘要翻译

大规模的视觉理解具有挑战性,因为它需要一个模型来处理对象,关系,对象三元组的广泛分布和不平衡分布。 在具有大量对象和关系的现实场景中,有些情况很常见,而几乎看不到。 我们开发了一种新的关系检测模型,该模型将对象和关系嵌入两个可保留判别能力和语义亲和力的向量空间中。 我们学习了一个视觉和语义模块,该模块将特征从这两种模态映射到一个共享空间,在该空间中,匹配的特征对必须区别于那些不匹配的特征,但也要保持与语义相似的特征的接近距离。 得益于此,即使视觉实体类别扩展到超过80000个且类别分布极为偏斜,我们的模型也可以实现出色的性能。

论文的关注点在于:图片中主客体及关系的识别 视觉模块 语义模块

模型描述

Overview of the proposed approach

模型的重点在于抽取图片中实体与实体之间的关系,与nlp任务中的关系抽取类似。如上图中的描述,整个模型分为视觉模块和语义模块,模型的loss则是由两个模块间的匹配度来连接的。相对应任务中的主体和客体及两者之间的关系,论文的loss也被分为了L_s,L_p,L_o三部分。我们将图像作为视觉模块的输入,并输出三个视觉嵌入x^s, x^p,x^o表示主语,关系和宾语。在训练的过程中,为了学习网络的权重参数,我们将主语,关系,宾语的词向量作为语义模块的输入,并输出三个语义嵌入y^s,y^p,y^o通过匹配视觉和语义嵌入,将损失最小化。在测试过程中,我们提供所有对象和关系的词向量,并使用最近邻居搜索来预测关系标签。

视觉模块

视觉模块的设计逻辑是,当对象和对象存在时关系就存在,但反过来则不成立。即,关系识别以主体和客体为条件,但是对象(主体和客体)识别独立于关系。主要原因是我们希望在与关系空间不同的语义空间中学习主语和宾语的嵌入。也就是说,作者想要学习从视觉特征空间(在s/op之间共享)到两个单独的语义嵌入空间(用于对象(so)和关系(p))的映射。 因此,涉及用于主语s/宾语o嵌入的关系特征将具有纠缠两个空间的风险。为了避免混淆两个空间,在本文的模型中,并没有将关系的视觉特征传递给物体(仅将物体特征传递给了关系)。

conv(receptive field size)-(number of channels) 即:conv(卷积核大小)-(feature map)

模型结构:将图像馈入CNN(conv1_1 to conv5_3 of VGG16)以获取图像的全局特征图,然后将主语s,关系p和宾语o在相应区域R_SR_PR_O进行ROI-pooling得到特征z^sz^pz^o ,每个分支后跟两个全连接层,这些层输出三个中间隐藏特征h^s_2h^p_2h^o_2。对于主语/宾语的分支,作者添加另一个全连接层w^s_3以获得视觉嵌入x^s,类似地,对于宾语分支得到x^o。 对于关系分支,我们应用two-level特征融合:首先将三个隐藏特征h^s_2h^p_2h^o_2串联起来,并将其馈送到全连接层w^p_3以获得更高级别的隐藏特征h^p_3, 然后我们将主语的嵌入表示x^s和宾语的嵌入表示x^oh^p_3连接起来,并将其馈送到两个全连接层w^p_4w^p_5以获得嵌入x^p的关系。

语义模块

在语义方面,我们将主语,关系和宾语标签的单词向量馈送到一两个全连接层的小MLP中,该MLP输出嵌入。 与视觉模块一样,主题和对象分支共享权重,而关系分支是独立的。 该模块的目的是将单词向量映射到比原始单词向量空间更具区分性的嵌入空间,同时保留语义相似性。
在训练过程中,我们将每个关系三元组的基本标签以及否定类的标签输入到语义模块中;在测试过程中,我们将整个对象和关系标签集输入其中,以供最近邻居在所有标签中搜索以获取前k个作为预测。
词向量初始化的方式可以多选。

损失函数

损失函数的介绍在Loss解析。此处不进行赘述。


以上,只进行对模型的了解。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,417评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,921评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,850评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,945评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,069评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,188评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,239评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,994评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,409评论 1 304
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,735评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,898评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,578评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,205评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,916评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,156评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,722评论 2 363
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,781评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容