SignCLIP：透過對比學習連接文字和手語

Concepts de base

SignCLIP 透過將文字和手語視頻投影到相同的嵌入空間，實現了從大規模、多語言視頻文本對中學習手語視覺表示的目標，並在手語識別等下游任務中展現出良好的性能。

Résumé

標題： SignCLIP：透過對比學習連接文字和手語
作者： Zifan Jiang, Gerard Sant, Amit Moryossef, Mathias Müller, Rico Sennrich, Sarah Ebling
機構： 苏黎世大学
發表日期： 2024年10月6日

本研究旨在解決手語處理領域中數據稀缺和缺乏泛化性的問題，開發一種通用的預訓練模型 SignCLIP，將文字和手語視頻投影到相同的嵌入空間，以實現從大規模、多語言視頻文本對中學習手語視覺表示的目標。

Idées clés tirées de

SignCLIP: Connecting Text and Sign Language by Contrastive Learning

by Zifa... à arxiv.org 10-08-2024

https://arxiv.org/pdf/2407.01264.pdf

Questions plus approfondies

如何將 SignCLIP 應用於其他手語處理任務，例如手語翻譯或手語生成？

SignCLIP 作為一個將手語視頻與文字語義對齊的預訓練模型，為應用於手語翻譯和手語生成等任務提供了良好的基礎。以下是一些具體的應用方向：
手語翻譯 (SLT):

基於检索的翻译： 可以将 SignCLIP 作为核心模块构建手语翻译系统。具体来说，可以使用 SignCLIP 的视频编码器提取源语言手语视频的特征，并在嵌入空间中检索语义相似的目标语言文本，从而实现翻译。
基于编码器-解码器的翻译： 可以将 SignCLIP 的视频编码器作为编码器，将手语视频编码为语义向量，然后使用目标语言的解码器将语义向量解码为目标语言文本。这种方法可以利用 SignCLIP 学习到的跨模态语义信息，提高翻译质量。
手语生成 (SLG):

基于文本的手语生成： 可以将 SignCLIP 的文本编码器作为输入，将源语言文本编码为语义向量，然后使用手语解码器将语义向量解码为目标手语视频的姿态序列。
基于条件的手语生成： 可以结合 SignCLIP 和其他生成模型，例如变分自编码器 (VAE) 或生成对抗网络 (GAN)，实现基于条件的手语生成。例如，可以将文本和情感信息作为条件输入，生成更自然、更具表现力的的手语视频。
需要注意的是：

SignCLIP 目前主要关注短视频片段，对于长序列的手语翻译和生成任务，需要进一步探索如何有效地处理长距离依赖关系。
手语翻译和生成任务的性能很大程度上取决于目标语言数据的规模和质量。

如果將 SignCLIP 與其他模態的信息（例如面部表情、身體姿態）相結合，是否可以進一步提高其性能？

將 SignCLIP 與其他模態的信息（例如面部表情、身體姿態）相結合，可以更全面地捕捉手语表达的语义信息，从而进一步提高其性能。

面部表情： 面部表情在手语中起着重要的语法和语义功能，例如表达疑问、否定、强调等。可以将面部表情识别技术与 SignCLIP 相结合，提取面部表情特征，并将其与手势特征融合，从而更准确地理解手语表达的含义。
身體姿態： 身體姿態可以提供关于手语表达的情感、态度等信息。可以将人体姿态估计技术与 SignCLIP 相结合，提取身体姿态特征，并将其与手势特征融合，从而更全面地理解手语表达的含义。
具体方法：

多模态特征融合： 可以使用特征拼接、注意力机制等方法将不同模态的特征进行融合，从而获得更全面的手语表达表示。
多任务学习： 可以将 SignCLIP 与其他模态的任务（例如面部表情识别、身体姿态估计）联合训练，从而使模型能够学习到更丰富的跨模态语义信息。
挑战：

多模态数据的收集和标注成本较高。
如何有效地融合不同模态的信息，避免信息冗余或冲突。

隨著手語數據的不斷增長和模型的不斷發展，SignCLIP 是否有可能最終實現與語音識別相媲美的準確率和效率？

随着手语数据量的不断增长和模型的不断发展，SignCLIP 有潜力最终实现与语音识别相媲美的准确率和效率。
理由：

数据规模的扩大： 近年来，大规模手语数据集不断涌现，为训练更强大的手语识别模型提供了数据基础。
模型架构的改进： Transformer 等深度学习模型的出现，为处理手语视频的复杂时空信息提供了更强大的工具。
跨模态预训练的进步： SignCLIP 等跨模态预训练模型的出现，证明了从大规模数据中学习跨模态语义表示的可行性，为手语识别模型的训练提供了更好的初始化参数。
挑战：

数据的多样性： 手语数据的多样性仍然不足，例如不同手语语种、不同手语者的表达方式差异较大，需要收集更丰富的数据。
模型的鲁棒性： 手语识别模型需要对光照、背景、遮挡等因素具有较强的鲁棒性。
计算效率： 处理手语视频需要较高的计算资源，需要进一步优化模型的效率。
总而言之， 手语识别要达到与语音识别相媲美的水平，还需要学术界和工业界的共同努力。但随着技术的进步和数据量的积累，我们有理由相信，手语识别在未来将会取得更大的突破。