视觉语言预训练（VLP）模型已在众多跨模式任务中实现了最先进的性能。由于它们经过优化以捕获内模性内和模式间的统计特性，因此仍然存在学习数据中提出的社会偏见的风险。在这项工作中，我们（1）通过比较了事实和反事实样本的[掩码] ED预测概率，引入了基于反事实的偏见测量\ emph {contrbias}，以量化VLP模型中的社交偏见； （2）构建一个新型的VL偏置数据集，其中包括24K图像文本对，用于测量VLP模型中的性别偏见，我们从中观察到在VLP模型中普遍存在显着的性别偏见； （3）提出了一种VLP偏见方法\ emph {fairvlp}，以最大程度地减少用于VLP DEBIASing的事实和反事实图像文本对之间的[掩码] ED预测概率的差异。尽管Cunderbias和FaiRVLP专注于社交偏见，但它们可以作为工具，并提供新的见解来探究和正规化VLP模型中的知识。

现有视觉语言预训练（VLP）方法主要依赖于配对的图像文本数据集，这些数据集由大量人类劳动注释，或者从互联网上爬行，然后是精心制作的数据清洁技术。为了减少对良好的图像文本对的依赖，有望直接利用仅大规模的仅文本和仅图像的语料库。本文提出了一种数据增强方法，即跨模式cutmix（CMC），用于在未配对的VLP中进行隐式跨模式对齐学习。具体而言，CMC将自然句子从文本视图转换为多模式视图，在该视图中，句子中的视觉词语单词被带有相似语义的各种图像贴片随机替换。拟议中的CMC有几个吸引人的礼节。首先，它增强了数据多样性，同时保持语义含义完好无损地解决了对齐数据稀缺的问题；其次，通过将跨模式噪声连接到单模式数据上，它指导模型以学习跨模态的令牌级相互作用，以更好地降级。此外，我们提出了一种名为VLMIXER的新的未配对VLP方法，该方法将CMC与对比度学习集成在一起，以将Uni-Mododal和多模式视图汇总在一起，以在不同模式之间进行更好的实例级别对齐。在五个下游任务上进行的广泛实验表明，VLMIXER可以超过以前最先进的未配对VLP方法。

Vision-Language预培训（VLP）旨在从图像文本对中学习多模态表示，并以微调方式为下游视觉语言任务服务。主导VLP模型采用CNN变压器架构，该架构将图像与CNN嵌入，然后使用变压器对齐图像和文本。视觉内容之间的视觉关系在图像理解中发挥着重要作用，并且是模态对齐学习的基本。然而，由于局部接受领域在建模远程依赖性方面的弱点，CNNS具有局限性。因此，在相同的变压器网络中封装了学习视觉关系和模态对齐的两个目标。这种设计可能通过忽略每个目标的专用特性来限制变压器中的模态对准学习。为了解决这个问题，我们提出了一个完全变压器视觉嵌入VLP，以更好地学习视觉关系，进一步促进模态对齐。具体地，我们提出了一个名为Domank跨性流量的度量（IMF），以测量视觉和语言模态之间的交互（即，互别互别）。我们还设计了一种名为Massed Featuber Resollion（MFR）的新型屏蔽优化机制，在变压器中进一步推广了模范间学习。据我们所知，这是第一项探索VLP中可视化特征学习的变压器的利益的研究。我们在广泛的视觉语言任务中验证了我们的方法，包括图像文本检索，视觉问题应答（VQA），视觉征求和视觉推理。我们的方法不仅优于最先进的VLP性能，而且还显示了对IMF度量的好处。

随着变压器的发展，近年来预先训练的模型已经以突破性的步伐发展。他们在自然语言处理（NLP）和计算机视觉（CV）中主导了主流技术。如何将预训练适应视觉和语言（V-L）学习和改善下游任务绩效成为多模式学习的重点。在本文中，我们回顾了视力语言预训练模型（VL-PTMS）的最新进展。作为核心内容，我们首先简要介绍了几种方法，将原始图像和文本编码为单模式嵌入在预训练之前。然后，我们在建模文本和图像表示之间的相互作用时深入研究VL-PTM的主流体系结构。我们进一步提出了广泛使用的预训练任务，然后我们介绍了一些常见的下游任务。我们终于结束了本文，并提出了一些有前途的研究方向。我们的调查旨在为研究人员提供合成和指向相关研究的指针。

Joint image-text embedding is the bedrock for most Visionand-Language (V+L) tasks, where multimodality inputs are simultaneously processed for joint visual and textual understanding. In this paper, we introduce UNITER, a UNiversal Image-TExt Representation, learned through large-scale pre-training over four image-text datasets (COCO, Visual Genome, Conceptual Captions, and SBU Captions), which can power heterogeneous downstream V+L tasks with joint multimodal embeddings. We design four pre-training tasks: Masked Language Modeling (MLM), Masked Region Modeling (MRM, with three variants), Image-Text Matching (ITM), and Word-Region Alignment (WRA). Different from previous work that applies joint random masking to both modalities, we use conditional masking on pre-training tasks (i.e., masked language/region modeling is conditioned on full observation of image/text). In addition to ITM for global image-text alignment, we also propose WRA via the use of Optimal Transport (OT) to explicitly encourage finegrained alignment between words and image regions during pre-training. Comprehensive analysis shows that both conditional masking and OTbased WRA contribute to better pre-training. We also conduct a thorough ablation study to find an optimal combination of pre-training tasks. Extensive experiments show that UNITER achieves new state of the art across six V+L tasks (over nine datasets), including Visual Question

随着图像文本对的大量数据以及视觉和语言（V＆L）任务的多样性，学者在该研究领域引入了大量的深度学习模型。此外，近年来，转移学习还显示出在计算机愿景中的巨大成功，例如图像分类，对象检测等以及在自然语言处理中以进行问答，机器翻译等的自然语言处理。继承转移学习的精神， V＆L的研究工作已经在大规模数据集上设计了多种预训练技术，以增强下游任务的性能。本文的目的是提供当代V＆L预审前模型的全面修订。特别是，我们对预处理的方法进行了分类和描述，以及最先进的视觉和语言预训练模型的摘要。此外，还提供了培训数据集和下游任务的列表，以进一步提高V＆L预处理的观点。最后，我们决定采取进一步的一步，讨论众多未来研究的方向。

尽管视觉语言预训练模型（VLP）显示了各种视觉语言（V+L）任务的革命性改进，但有关其对抗性鲁棒性的研究仍未得到探索。本文研究了对流行VLP模型和V+L任务的对抗性攻击。首先，我们分析了不同设置下对抗性攻击的性能。通过检查不同扰动对象和攻击目标的影响，我们得出了一些关键观察，作为设计强大的多模式对抗攻击和构建强大的VLP模型的指导。其次，我们对称为协作多模式对抗攻击（共攻击）的VLP模型提出了一种新颖的多模式攻击方法，该模型集体对图像模式和文本模式进行了攻击。实验结果表明，所提出的方法可以改善对不同V+L下游任务和VLP模型的攻击性能。分析观察和新颖的攻击方法有望为VLP模型的对抗性鲁棒性提供新的理解，从而在更真实的情况下为他们的安全和可靠的部署做出贡献。

以前的视觉语言预训练模型主要构建具有令牌和对象（像素）的多模式输入，然后在它们之间执行交叉模式相互作用。我们认为，只有令牌和对象的输入限制了诸如短语到区域接地之类的高级语义对齐。同时，多层次对齐本质上是一致的，并且能够协同促进表示形式学习。因此，在本文中，我们建议学习视觉预训练（MVPTR）的多级语义一致性。在MVPTR中，我们遵循两种方式的嵌套结构，以引入概念为高级语义。为了简化从多模式多级输入的学习，我们的框架分为两个阶段，第一阶段着重于模式内多级表示学习，第二阶段通过粗粒和细粒度跨模态强化了跨模式的交互语义对齐任务。除了常用的图像文本匹配和掩盖语言模型任务外，我们还引入了第一阶段蒙版概念恢复任务以增强概念表示学习，第二阶段的另外两个任务在第二阶段中，以明确鼓励跨跨层次的多层次对准方式。我们的代码可在https://github.com/junction4nako/mvp_pytorch上找到。

视觉预训练的最新进展表明，在不同的视觉任务中表现出惊人的表现，阐明了对人工智能研究中对视觉和文本概念的全面理解的长期问题。但是，在医学领域的视觉预训练的应用方面取得了有限数量和多样性阻碍了对联合视觉语言概念的成功学习。在这项研究中，我们介绍了Max-VL，这是一种针对医疗领域中有效视觉预训练的模型。我们在实验上证明，预先训练的MAX-VL模型在各种视觉任务中都优于当前最新视觉语言模型。我们还提出了用于诊断新出现疾病和人为错误检测的临床实用性，并显示了该模型在不同领域数据中的广泛适用性。

事实证明，大规模的视觉和语言（V+L）预训练已被证明有效地增强了下游V+L任务。但是，当涉及时尚域时，现有的V+L方法是不足的，因为它们忽略了时尚V+L数据和下游任务的独特特征。在这项工作中，我们提出了一个以时尚为中心的新型V+L表示框架，被称为Fashionvil。它包含两个新型时尚特定的预训练任务，旨在使用时尚V+L数据利用两个内在属性。首先，与其他域仅包含单个图像文本对的其他域相比，时尚域中可能有多个图像。因此，我们提出了一项多视图对比学习任务，以将一个图像的可视化表示为另一个图像+文本的组成多模式表示。其次，时尚文本（例如，产品描述）通常包含丰富的细粒概念（属性/名词短语）。为了利用这一点，引入了伪归因于分类任务，以鼓励同一概念的学习的单峰（视觉/文本）表示。此外，时尚V+L任务唯一包含不符合常见的一流或两流体系结构的任务（例如，文本引导的图像检索）。因此，我们提出了一个灵活的，多功能的V+L模型体系结构，该体系结构由模态 - 静态变压器组成，以便可以灵活地适应任何下游任务。广泛的实验表明，我们的FashionVil在五个下游任务中实现了新的最新技术。代码可从https://github.com/brandonhanx/mmf获得。

在本文中，我们研究了如何在视觉和语言（V+L）表示学习中使用蒙版的信号建模。与其独立开发蒙面语言建模（MLM）和蒙面图像建模（MIM），我们建议建立关节蒙面的视觉和语言建模，其中一种模态的掩盖信号是在另一种方式的帮助下重建的。这是由图像文本配对数据的性质和文本传达几乎相同的信息但以不同格式传达的。在另一种模态下进行的一种模式的掩盖信号重建也可以隐式学习语言令牌和图像贴片之间的跨模式对齐。我们对各种V+L任务的实验表明，该建议的方法不仅可以通过使用大量数据来实现最先进的性能，而且还可以通过有限的培训数据的制度优于其他竞争对手。

We study joint learning of Convolutional Neural Network (CNN) and Transformer for vision-language pre-training (VLPT) which aims to learn cross-modal alignments from millions of image-text pairs. State-of-the-art approaches extract salient image regions and align regions with words step-by-step. As region-based visual features usually represent parts of an image, it is challenging for existing visionlanguage models to fully understand the semantics from paired natural languages. In this paper, we propose SOHO to "See Out of tHe bOx" that takes a whole image as input, and learns vision-language representation in an endto-end manner. SOHO does not require bounding box annotations which enables inference 10 times faster than regionbased approaches. In particular, SOHO learns to extract comprehensive yet compact image features through a visual dictionary (VD) that facilitates cross-modal understanding. VD is designed to represent consistent visual abstractions of similar semantics. It is updated on-the-fly and utilized in our proposed pre-training task Masked Visual Modeling (MVM). We conduct experiments on four well-established vision-language tasks by following standard VLPT settings. In particular, SOHO achieves absolute gains of 2.0% R@1 score on MSCOCO text retrieval 5k test split, 1.5% accuracy on NLVR 2 test-P split, 6.7% accuracy on SNLI-VE test split, respectively.

我们介绍了一个名为VL-BEIT的视觉基础模型，这是一种双向多模式变压器，通过生成预处理学习。我们的极简主义解决方案通过共享变压器对单接和多模式数据进行掩盖的预测。具体而言，我们对图像文本对，文本上的掩盖语言建模以及图像上的掩盖图像建模进行了掩盖视觉模型。VL-从头开始学习，其中一项统一的预处理任务，一个共用的骨干和一阶段的训练。我们的方法在概念上是简单的，并且在经验上有效。实验结果表明，VL-BEIT在各种视觉语言基准（例如视觉问题回答，视觉推理和图像文本检索）上获得了强大的结果。此外，我们的方法学习可转移的视觉特征，在图像分类方面实现竞争性能以及语义分割。

We present VILLA, the first known effort on large-scale adversarial training for vision-and-language (V+L) representation learning. VILLA consists of two training stages: (i) task-agnostic adversarial pre-training; followed by (ii) task-specific adversarial finetuning. Instead of adding adversarial perturbations on image pixels and textual tokens, we propose to perform adversarial training in the embedding space of each modality. To enable large-scale training, we adopt the "free" adversarial training strategy, and combine it with KL-divergence-based regularization to promote higher invariance in the embedding space. We apply VILLA to current best-performing V+L models, and achieve new state of the art on a wide range of tasks, including Visual Question Answering, Visual Commonsense Reasoning, Image-Text Retrieval, Referring Expression Comprehension, Visual Entailment, and NLVR 2 . 1

本文旨在通过分析图像文本检索模型的可重复性来为信息检索社区提供对检索学习最新进展的一些思考。由于过去十年中多模式数据的增加，图像文本检索已稳步成为信息检索领域的主要研究方向。许多研究人员使用MS-Coco和FlickR30K等基准数据集训练和评估图像文本检索算法。过去的研究主要集中在绩效上，以多种方式提出了多种最先进的方法。根据他们的断言，这些技术提供了改进的模态相互作用，从而更精确的多模式表示。与以前的作品相反，我们着重于方法的可重复性以及对元素的检查，这些元素通过验证的图像和文本在检索图像和文本时通过预验证和未经预处理的模型提高了性能。更具体地说，我们首先研究了相关的可重复性问题，并解释了为什么我们的重点是图像文本检索任务。其次，我们系统地总结了图像文本检索模型的当前范式以及这些方法的既定贡献。第三，我们分析了预审预测和未进行检索模型的复制的各个方面。为了完成这项工作，我们进行了消融实验，并获得了一些影响检索召回的因素，而不是原始论文中所主张的改进。最后，我们提出了未来检索社区应考虑的一些思考和挑战。我们的源代码可在https://github.com/wangfei-2019/image-text-retrieval上公开获得。

Vision-Language Pre-Training (VLP) has shown promising capabilities to align image and text pairs, facilitating a broad variety of cross-modal learning tasks. However, we observe that VLP models often lack the visual grounding/localization capability which is critical for many downstream tasks such as visual reasoning. In this work, we propose a novel Position-guided Text Prompt (PTP) paradigm to enhance the visual grounding ability of cross-modal models trained with VLP. Specifically, in the VLP phase, PTP divides the image into $N\times N$ blocks, and identifies the objects in each block through the widely used object detector in VLP. It then reformulates the visual grounding task into a fill-in-the-blank problem given a PTP by encouraging the model to predict the objects in the given blocks or regress the blocks of a given object, e.g. filling `P" or ``O" in aPTP ``The block P has a O". This mechanism improves the visual grounding capability of VLP models and thus helps them better handle various downstream tasks. By introducing PTP into several state-of-the-art VLP frameworks, we observe consistently significant improvements across representative cross-modal learning model architectures and several benchmarks, e.g. zero-shot Flickr30K Retrieval (+4.8 in average recall@1) for ViLT \cite{vilt} baseline, and COCO Captioning (+5.3 in CIDEr) for SOTA BLIP \cite{blip} baseline. Moreover, PTP achieves comparable results with object-detector based methods, and much faster inference speed since PTP discards its object detector for inference while the later cannot. Our code and pre-trained weight will be released at \url{https://github.com/sail-sg/ptp}.

最近，跨模式的预训练任务一直是一个热点，因为它在各种下文研究中广泛应用，包括检索，字幕，问题答案等。然而，退出的方法采用单媒体预训练模型来探索进行跨模式检索的联合视觉表示，这很容易遭受计算爆炸的影响。此外，尽管常规的双流结构非常有效，但它们仍然缺乏重要的跨模式相互作用，导致性能低。在这些挑战的激励下，我们提出了一个对比的跨模式知识共享预训练（Cookie），以掌握联合文本图像表示。从结构上讲，Cookie由于可接受的时间消耗而采用了传统的双流结构。为了克服上述双流结构的固有缺陷，我们精心设计了两个有效的模块。具体而言，第一个模块是一个体重共享的变压器，它构建在视觉和文本编码器的头上，旨在将语义对齐文本和图像对齐。该设计使视觉和文本路径集中在相同的语义上。另一个是三个专门设计的对比学习，旨在分享不同模型之间的知识。共享的跨模式知识大大发展了单峰表示的研究，从而促进了单模式检索任务。对多模式匹配研究的广泛实验结果，包括跨模式检索，文本匹配和图像检索揭示了我们的计算效率和我们预训练模型的统计指标的上级。

我们研究了掩盖语言模型（MLMS）的任务无关内在和特定于任务的外在社会偏见评估措施之间的关系，并发现这两种评估措施之间仅存在弱相关性。此外，我们发现在下游任务进行微调期间，使用不同方法的MLMS DEBIAS进行了重新划分。我们确定两个培训实例中的社会偏见及其分配的标签是内在偏见评估测量值之间差异的原因。总体而言，我们的发现突出了现有的MLM偏见评估措施的局限性，并提出了使用这些措施在下游应用程序中部署MLM的担忧。

最先进的愿景和愿景和语言模型依靠大规模的Visio-linguisting预借鉴，以获得各种下游任务的良好性能。通常，这种模型通常是跨模态（对比）或多模态（具有早期融合）但不是两者;它们通常只针对特定的方式或任务。有希望的方向将是使用单一整体普遍模型，作为“基础”，目标是一次性的所有方式 - 真正的视觉和语言基础模型应该擅长视力任务，语言任务和交叉和多数模态视觉和语言任务。我们将Flava介绍在这样的模型中，并在跨越这些目标模式的广泛的35个任务上展示令人印象深刻的性能。

视觉语言预处理框架中的语言方式是天生离散的，在语言词汇中赋予每个单词是语义含义。相比之下，视觉方式本质上是连续和高维的，这可能禁止视觉和语言方式之间的对齐和融合。因此，我们建议通过联合学习一本赋予每个视觉令牌语义的代码手册来“离散”视觉表示。然后，我们利用这些离散的视觉语义作为自我监督的基础真相来构建我们的蒙版图像建模目标，这是蒙版语言建模的对应物，证明了语言模型成功。为了优化代码簿，我们扩展了VQ-VAE的配方，该配方提供了理论保证。实验验证了我们在常见视觉基准测试中的方法的有效性。