多物件事件圖表表示學習用於影片問答

核心概念

提出一種稱為CLanG的對比語言事件圖表示學習方法,以捕捉與多個物件相關的階層性事件表示,從而增強因果和時間推理能力,提高影片問答的性能。

摘要

本文提出了一種稱為CLanG的方法,用於在影片問答任務中捕捉與多個物件相關的階層性事件表示。
首先,作者初始化了一個由多個物件節點組成的密集鄰接矩陣,構建了一個多物件事件圖。然後,作者設計了一個多層GNN-cluster模塊,通過對圖進行多尺度的池化和表示學習,獲得了多物件階層性事件表示。為了增強模型的學習能力,作者還引入了對抗性圖表示學習和語言-事件圖對比學習的策略。
最後,作者在三個具有挑戰性的影片問答數據集上對CLanG進行了評估,結果顯示CLanG在因果和時間推理問題上的表現優於強基線方法,尤其在處理涉及多個物件的複雜事件場景時表現突出。

統計資料

本文提出的CLanG方法在NExT-QA數據集上的測試準確率為61.21%,在TGIF-QA-R數據集上的狀態轉換問題類型的測試準確率為72.4%。

引述

"CLanG-RoBERTa在因果推理問題上的驗證集準確率達到59.15%,超過MIST-CLIP 3.3%,表明其在從RoBERTa模型中提取語言事件圖表示的能力。"
"CLanG-BERT與CLanG-RoBERTa的比較表明,強大的大規模語言模型可以通過語言事件圖對比學習提升性能。"

從以下內容提煉的關鍵洞見

Multi-object event graph representation learning for Video Question Answering

by Yanan Wang, ... 於 arxiv.org 09-13-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.07747.pdf

深入探究

如何將CLanG方法擴展到更複雜的多模態場景理解任務中?

CLanG方法的核心在於其多層GNN-cluster模組和對比語言事件圖表示學習，這使其在視頻問答任務中表現出色。要將CLanG擴展到更複雜的多模態場景理解任務中，可以考慮以下幾個方向：

多模態融合：在CLanG中，除了視頻和文本的結合，還可以引入其他模態，如音頻和感知數據（例如，環境傳感器數據）。這樣可以通過多模態圖神經網絡（GNN）來捕捉不同模態之間的關係，進一步增強模型的理解能力。

層次化事件建模：在更複雜的場景中，事件可能具有多層次的結構。可以設計一個層次化的事件圖，將事件分為高層次的抽象和低層次的具體行為，並利用GNN來捕捉這些層次之間的關係。

增強學習策略：引入增強學習策略來優化多模態場景理解的過程，通過獎勵機制來引導模型學習更有效的事件關係和行為模式。

自適應圖結構：根據不同的場景和任務需求，自適應地調整圖的結構和連接方式，以便更好地捕捉特定任務中的關鍵事件和關係。

如何設計更有效的圖表示學習策略,以捕捉更細粒度的事件關係?

設計更有效的圖表示學習策略以捕捉細粒度的事件關係，可以考慮以下幾個方面：

多層次圖結構：利用多層次的圖結構來表示事件的不同層次，從而捕捉到更細粒度的事件關係。每一層可以專注於不同的事件特徵，例如，低層次捕捉具體行為，高層次捕捉事件的上下文。

動態圖更新：在事件發生的過程中，動態更新圖的結構和邊的權重，以反映事件之間的變化和關聯。這可以通過時間序列數據來實現，從而捕捉到事件的演變過程。

對比學習：引入對比學習策略，通過學習正負樣本之間的區別來強化模型對細粒度事件關係的理解。這可以幫助模型更好地識別相似和不同的事件特徵。

多模態信息融合：結合來自不同模態的信息（如視覺、語言和音頻），通過圖神經網絡進行融合，從而捕捉到更豐富的事件關係。

CLanG方法是否可以應用於其他需要理解複雜事件的任務,如視頻摘要或視頻故事理解?

是的，CLanG方法可以應用於其他需要理解複雜事件的任務，如視頻摘要和視頻故事理解。以下是幾個應用的可能性：

視頻摘要：CLanG的多層GNN-cluster模組能夠有效捕捉視頻中的多物體事件關係，這對於生成視頻摘要至關重要。通過提取關鍵事件和其關聯，CLanG可以幫助生成更具代表性的視頻摘要，突出重要的情節和行為。

視頻故事理解：在視頻故事理解中，CLanG可以用來分析故事情節的發展和角色之間的互動。通過建模事件之間的因果和時間關係，CLanG能夠提供對故事結構的深入理解，幫助模型識別故事的主題和情感。

行為識別：CLanG的圖表示學習能力使其能夠在行為識別任務中表現出色。通過捕捉多物體之間的互動，CLanG可以準確識別複雜的行為模式，這在安全監控和人機交互等應用中非常重要。

多模態分析：CLanG的設計理念也適用於多模態分析任務，通過整合視頻、音頻和文本信息，能夠提供更全面的事件理解，這對於許多應用場景（如社交媒體分析和內容推薦）都是有益的。