视频问题应答（VideoQA），旨在基于了解多模态视频内容正确回答给定的问题，由于视频内容丰富，这是具有挑战性的。从视频理解的角度来看，良好的视频仪框架需要了解不同语义级别的视频内容，并灵活地将不同的视频内容集成到蒸馏问题相关内容。为此，我们提出了一个名为Livlr的轻量级视觉语言推理框架。具体地，Livlr首先利用基于图形的视觉和语言编码器来获得多粒度的视觉和语言表示。随后，所获得的表示与设计的分集感知视觉语言推理模块（DAVL）集成。 DAVL考虑不同类型的表示之间的差异，并且在生成问题相关的联合表示时可以灵活地调整不同类型表示的重要性，这是一种有效和一般的表示集成方法。拟议的LIVLR轻量级，并在两个VideoQ基准，MRSVTT-QA和了解VQA上显示了其性能优势。广泛的消融研究证明了LIVLR关键部件的有效性。

现有的视觉问题回答方法倾向于捕获视觉和语言方式中的虚假相关性，并且未能发现真正的休闲机制，这些机制是基于主导的视觉证据和正确的问题意图而实现推理的真正休闲机制。此外，现有方法通常忽略了多模式设置中复杂的事件级别的理解，这需要因果推断对共同模型跨模式事件的时间性，因果关系和动力学的强大认知能力。在这项工作中，我们通过引入因果干预方法来减轻虚假相关性并发现真实的因果结构，从而从新的角度（即跨模式因果关系推理）回答事件级别的视觉问题，即跨模式的因果关系推理并发现了真实的因果结构，以集成视觉和语言的相关性方式。具体而言，我们提出了一个新颖的事件级视觉问题答案框架，称为跨模式因果关系推理（CMCIR），以实现强大的偶然性随意感知的视觉视觉语言问题。为了揭示视觉和语言方式的因果结构，提出了新颖的因果关系 - 感知视觉语言推理（CVLR）模块，以通过精心设计的前对门和后门Causal Causal Intervention模块进行合作地解散视觉和语言的杂语相关性。为了发现语言语义和时空表示之间的细粒度相互作用，我们构建了一种新型的时空变压器（STT），该变压器（STT）构建了视觉内容和语言内容之间的多模式共发生相互作用。大规模事件级城市数据集SUTD-TrafficQA和三个基准现实世界数据集TGIF-QA，MSVD-QA和MSRVTT-QA进行了广泛的实验，这证明了我们的CMCIR在发现视觉效果的Causal Causal Causal结构中的有效性。

本文提出了一个视频图形变压器（VGT）模型，用于视频Quetion Answering（VideoQA）。 VGT的唯一性是双重的：1）它设计了一个动态图形变压器模块，该模块通过明确捕获视觉对象，它们的关系和动态来编码视频，以进行复杂的时空推理； 2）它利用了删除的视频和文本变压器，以比较视频和文本以执行质量检查，而不是纠缠的跨模式变压器进行答案分类。视觉文本通信是通过其他跨模式相互作用模块完成的。借助更合理的视频编码和质量检查解决方案，我们表明VGT可以在挑战动态关系推理的视频中取得更好的性能，而不是在没有预处理的情况下。它的性能甚至超过了那些被数百万个外部数据鉴定的模型。我们进一步表明，VGT也可以从自我监督的交叉模式预处理中受益匪浅，但数据的数量级较小。这些结果清楚地表明了VGT的有效性和优势，并揭示了其具有更高数据预处理的潜力。通过全面的分析和一些启发式观察，我们希望VGT能够在现实视频中促进VQA研究超越粗略的认识/描述，以实现细粒度的关系推理。我们的代码可在https://github.com/sail-sg/vgt上找到。

视频问题应答需要模型来理解和理由对复杂的视频和语言数据来正确地推导答案。现有努力专注于设计复杂的跨模型交互，使来自两个模态的信息融合，同时将视频和问题全面地作为帧和单词序列对。尽管取得了成功，但这些方法基本上围绕了视频和问题内容的连续性，对问题回答和缺乏可解释性的问题提供了很少的洞察。在这项工作中，我们认为，虽然视频以帧序列呈现，但是在语义空间中的视觉元素（例如，对象，动作，活动和事件）不是顺序但相当分层。为了与语言查询中的语言概念的多粒子概念对齐，我们建议将视频作为条件图层次结构，以相应的文本线索的指导在一起以级别明智的方式编织不同粒度的视觉事实。尽管简单性，我们的广泛实验表明了这种条件等级图形架构的优越性，并且在现有方法上具有明显的性能改进，以及不同类型的问题的更好的概括。进一步分析还巩固模型的可靠性，因为它显示了预测答案的有意义的视觉文本证据。

根据图像回答语义复杂的问题是在视觉问题应答（VQA）任务中的具有挑战性。虽然图像可以通过深度学习来良好代表，但是始终简单地嵌入问题，并且不能很好地表明它的含义。此外，视觉和文本特征具有不同模式的间隙，很难对齐和利用跨模块信息。在本文中，我们专注于这两个问题，并提出了一种匹配关注（GMA）网络的图表。首先，它不仅为图像构建图形，而且在句法和嵌入信息方面构建了该问题的图表。接下来，我们通过双级图形编码器探讨了模特内的关系，然后呈现双边跨模型图匹配注意力以推断图像与问题之间的关系。然后将更新的跨模式特征发送到答案预测模块中以进行最终答案预测。实验表明，我们的网络在GQA数据集和VQA 2.0数据集上达到了最先进的性能。消融研究验证了GMA网络中每个模块的有效性。

Artificial Intelligence (AI) and its applications have sparked extraordinary interest in recent years. This achievement can be ascribed in part to advances in AI subfields including Machine Learning (ML), Computer Vision (CV), and Natural Language Processing (NLP). Deep learning, a sub-field of machine learning that employs artificial neural network concepts, has enabled the most rapid growth in these domains. The integration of vision and language has sparked a lot of attention as a result of this. The tasks have been created in such a way that they properly exemplify the concepts of deep learning. In this review paper, we provide a thorough and an extensive review of the state of the arts approaches, key models design principles and discuss existing datasets, methods, their problem formulation and evaluation measures for VQA and Visual reasoning tasks to understand vision and language representation learning. We also present some potential future paths in this field of research, with the hope that our study may generate new ideas and novel approaches to handle existing difficulties and develop new applications.

文本和视频之间交叉模态检索的任务旨在了解视觉和语言之间的对应关系。现有研究遵循基于文本和视频嵌入的测量文本视频相似度的趋势。在常见的做法中，通过将视频帧馈送到用于全球视觉特征提取的视频帧或仅通过使用图形卷积网络使用本地细粒度的框架区域来实现简单的语义关系来构造视频表示。然而，这些视频表示在学习视频表示中的视觉组件之间没有充分利用时空关系，从而无法区分具有相同视觉组件但具有不同关系的视频。为了解决这个问题，我们提出了一种视觉时空关系增强的网络（VSR-Net），这是一种新的跨模型检索框架，其考虑组件之间的空间视觉关系，以增强桥接文本 - 视频模型中的全局视频表示。具体地，使用多层时空变压器来编码视觉时空关系，以学习视觉关系特征。我们将全局视觉和细粒度的关系功能与两个嵌入空格上的文本功能对齐，用于交叉模态文本 - 视频检索。在MSR-VTT和MSVD数据集中进行了广泛的实验。结果表明了我们提出的模型的有效性。我们将发布促进未来研究的代码。

Image-text retrieval (ITR) is a challenging task in the field of multimodal information processing due to the semantic gap between different modalities. In recent years, researchers have made great progress in exploring the accurate alignment between image and text. However, existing works mainly focus on the fine-grained alignment between image regions and sentence fragments, which ignores the guiding significance of context background information. Actually, integrating the local fine-grained information and global context background information can provide more semantic clues for retrieval. In this paper, we propose a novel Hierarchical Graph Alignment Network (HGAN) for image-text retrieval. First, to capture the comprehensive multimodal features, we construct the feature graphs for the image and text modality respectively. Then, a multi-granularity shared space is established with a designed Multi-granularity Feature Aggregation and Rearrangement (MFAR) module, which enhances the semantic corresponding relations between the local and global information, and obtains more accurate feature representations for the image and text modalities. Finally, the ultimate image and text features are further refined through three-level similarity functions to achieve the hierarchical alignment. To justify the proposed model, we perform extensive experiments on MS-COCO and Flickr30K datasets. Experimental results show that the proposed HGAN outperforms the state-of-the-art methods on both datasets, which demonstrates the effectiveness and superiority of our model.

深度学习技术导致了通用对象检测领域的显着突破，近年来产生了很多场景理解的任务。由于其强大的语义表示和应用于场景理解，场景图一直是研究的焦点。场景图生成（SGG）是指自动将图像映射到语义结构场景图中的任务，这需要正确标记检测到的对象及其关系。虽然这是一项具有挑战性的任务，但社区已经提出了许多SGG方法并取得了良好的效果。在本文中，我们对深度学习技术带来了近期成就的全面调查。我们审查了138个代表作品，涵盖了不同的输入方式，并系统地将现有的基于图像的SGG方法从特征提取和融合的角度进行了综述。我们试图通过全面的方式对现有的视觉关系检测方法进行连接和系统化现有的视觉关系检测方法，概述和解释SGG的机制和策略。最后，我们通过深入讨论当前存在的问题和未来的研究方向来完成这项调查。本调查将帮助读者更好地了解当前的研究状况和想法。

Video-Text检索（VTR）是多模式理解的一项有吸引力但具有挑战性的任务，该任务旨在在给定查询（视频）的情况下搜索相关的视频（文本）。现有方法通常采用完全异构的视觉文本信息来对齐视频和文本，同时缺乏对这两种模式中均匀的高级语义信息的认识。为了填补这一差距，在这项工作中，我们提出了一个新颖的视觉语言对准模型，名为VTR Hise，该模型通过合并显式高级语义来改善跨模式的表示。首先，我们探讨了显式高级语义的层次结构属性，并将其进一步分为两个级别，即离散的语义和整体语义。具体来说，对于视觉分支，我们利用了现成的语义实体预测器来生成离散的高级语义。同时，采用训练有素的视频字幕模型来输出整体高级语义。至于文本方式，我们将文本分为三个部分，包括发生，动作和实体。特别是，这种情况对应于整体高级语义，同时动作和实体代表离散的语义。然后，利用不同的图推理技术来促进整体和离散的高级语义之间的相互作用。广泛的实验表明，借助明确的高级语义，我们的方法在包括MSR-VTT，MSVD和DIDEMO在内的三个基准数据集上实现了优于最先进方法的卓越性能。

场景图是一个场景的结构化表示，可以清楚地表达场景中对象之间的对象，属性和关系。随着计算机视觉技术继续发展，只需检测和识别图像中的对象，人们不再满足。相反，人们期待着对视觉场景更高的理解和推理。例如，给定图像，我们希望不仅检测和识别图像中的对象，还要知道对象之间的关系（视觉关系检测），并基于图像内容生成文本描述（图像标题）。或者，我们可能希望机器告诉我们图像中的小女孩正在做什么（视觉问题应答（VQA）），甚至从图像中移除狗并找到类似的图像（图像编辑和检索）等。这些任务需要更高水平的图像视觉任务的理解和推理。场景图只是场景理解的强大工具。因此，场景图引起了大量研究人员的注意力，相关的研究往往是跨模型，复杂，快速发展的。然而，目前没有对场景图的相对系统的调查。为此，本调查对现行场景图研究进行了全面调查。更具体地说，我们首先总结了场景图的一般定义，随后对场景图（SGG）和SGG的发电方法进行了全面和系统的讨论，借助于先验知识。然后，我们调查了场景图的主要应用，并汇总了最常用的数据集。最后，我们对场景图的未来发展提供了一些见解。我们相信这将是未来研究场景图的一个非常有帮助的基础。

视频字幕定位目标将复杂的视觉内容解释为文本说明，这要求模型充分了解包括对象及其交互的视频场景。流行的方法采用现成的对象检测网络来提供对象建议，并使用注意机制来建模对象之间的关系。他们通常会错过一些预验证模型的不确定语义概念，并且无法识别对象之间的确切谓词关系。在本文中，我们研究了为给定视频生成文本描述的开放研究任务，并提出了带有元概念的跨模式图（CMG）。具体而言，为了涵盖视频字幕中有用的语义概念，我们弱地学习了文本描述的相应视觉区域，其中相关的视觉区域和文本单词被命名为跨模式元概念。我们通过学习的跨模式元概念动态地构建元概念图。我们还构建了整体视频级别和本地框架级视频图，并具有预测的谓词，以建模视频序列结构。我们通过广泛的实验来验证我们提出的技术的功效，并在两个公共数据集上实现最新结果。

在本文中，我们提出了端到端的结构化多峰关注（SMA）神经网络，主要解决了上述前两个问题。 SMA首先使用结构图表示来编码图像中出现的对象对象，对象文本和文本文本关系，然后设计多模式图注意网络以推理它。最后，由上述模块的输出由全局本地注意力应答模块处理，以通过跟随M4C迭代地生成从两个OCR和常规词汇拼接的答案。我们所提出的模型优于TextVQA数据集上的SOTA模型以及除基于预先训练的水龙头之外的所有模型中的所有模型中的ST-VQA数据集的两个任务。展示了强大的推理能力，它还在TextVQA挑战中获得了第一名的第一名。我们在几种推理模型中广泛测试了不同的OCR方法，并调查了逐步提高了OCR性能对TextVQA基准的影响。通过更好的OCR结果，不同的型号对VQA准确性的戏剧性提高，但我们的模型受益最强烈的文本视觉推理能力。要授予我们的方法，并为进一步作品提供公平的测试基础，我们还为TextVQA数据集提供人为的地面实际OCR注释，这些ocr注释未在原始版本中提供。 TextVQA数据集的代码和地面ocr注释在https://github.com/chenyugao-cs/sma提供

视觉问题应答（VQA）任务利用视觉图像和语言分析来回回答图像的文本问题。它是一个流行的研究课题，在过去十年中越来越多的现实应用。本文介绍了我们最近对AliceMind-MMU的研究（阿里巴巴的编码器 - 解码器来自Damo Academy - 多媒体理解的机器智能实验室），其比人类在VQA上获得相似甚至略微更好的结果。这是通过系统地改善VQA流水线来实现的，包括：（1）具有全面的视觉和文本特征表示的预培训; （2）与学习参加的有效跨模型互动; （3）一个新颖的知识挖掘框架，具有专门的专业专家模块，适用于复杂的VQA任务。处理不同类型的视觉问题，需要具有相应的专业知识在提高我们的VQA架构的表现方面发挥着重要作用，这取决于人力水平。进行了广泛的实验和分析，以证明新的研究工作的有效性。

视觉问题回答（VQA）本质上是从根本上组成的，许多问题仅通过将它们分解为模块化子问题就可以回答。最新提出的神经模块网络（NMN）采用此策略来问答案，而在现成的布局解析器或有关网络体系结构设计的其他专家政策中，而不是从数据中学习。这些策略导致对输入的语义复杂差异的适应性不令人满意，从而阻碍了模型的表示能力和概括性。为了解决这个问题，我们提出了一个语义吸引的模块化胶囊路由框架，称为Super，以更好地捕获特定实例的视觉 - 语义特征并完善预测的判别性表示。特别是，在超级网络的每一层中都定制了五个功能强大的专用模块以及动态路由器，并构造了紧凑的路由空间，使得可以充分利用各种可自定义的路由，并且可以明确校准视觉声称表示。我们相对证明，我们提出的超级方案在五个基准数据集以及参数效率优势上的有效性和概括能力合理。值得强调的是，这项工作不是在VQA中追求最先进的结果。取而代之的是，我们希望我们的模型有责任为VQA提供建筑学习和表示校准的新颖观点。

3D场景理解是一个相对新兴的研究领域。在本文中，我们介绍了3D现实世界场景（VQA-3D）中的视觉问题应答任务，旨在给出3D场景的所有可能的问题。为了解决这个问题，提出了第一个VQA-3D数据集，即CLEVR3D，其中包含在1,129个现实世界场景中的60k个问题。具体而言，我们开发一个问题发动机利用3D场景图结构来生成不同的推理问题，涵盖物体属性的问题（即，大小，颜色和材料）及其空间关系。建立在此数据集之上，我们进一步设计了第一个VQA-3D基线模型TransVQA3D。 TransVQA3D型号采用精心设计的变压器架构，实现优越的VQA-3D性能，与纯语言基线和先前的3D推理方法直接应用于3D场景。实验结果验证了VQA-3D作为辅助任务可以提高3D场景理解的性能，包括节点明智分类和全图识别的场景图分析。

视频动作细分和识别任务已广泛应用于许多领域。大多数先前的研究都采用了大规模的高计算视觉模型来全面了解视频。但是，很少有研究直接采用图形模型来推理视频。该图模型提供了更少的参数，低计算成本，大型接受场和灵活的邻域消息聚合的好处。在本文中，我们提出了一个名为Smatantic2Graph的基于图的方法，以将视频动作分割和识别问题转变为图的节点分类。为了保留视频中的细粒关系，我们在框架级别上构建视频的图形结构，并设计了三种类型的边缘：时间，语义和自循环。我们将视觉，结构和语义特征与节点属性相结合。语义边缘用于建模长期时空关系，而语义特征是基于文本提示的标签文本的嵌入。图形神经网络（GNN）模型用于学习多模式特征融合。实验结果表明，与最先进的结果相比，语义2Graph在GTEA和50萨拉德方面取得了改善。多次消融实验进一步证实了语义特征在改善模型性能方面的有效性，语义边缘使Smantic2Grapl可以以低成本捕获长期依赖性。

We present an approach named JSFusion (Joint Sequence Fusion) that can measure semantic similarity between any pairs of multimodal sequence data (e.g. a video clip and a language sentence). Our multimodal matching network consists of two key components. First, the Joint Semantic Tensor composes a dense pairwise representation of two sequence data into a 3D tensor. Then, the Convolutional Hierarchical Decoder computes their similarity score by discovering hidden hierarchical matches between the two sequence modalities. Both modules leverage hierarchical attention mechanisms that learn to promote well-matched representation patterns while prune out misaligned ones in a bottom-up manner. Although the JSFusion is a universal model to be applicable to any multimodal sequence data, this work focuses on video-language tasks including multimodal retrieval and video QA. We evaluate the JS-Fusion model in three retrieval and VQA tasks in LSMDC, for which our model achieves the best performance reported so far. We also perform multiple-choice and movie retrieval tasks for the MSR-VTT dataset, on which our approach outperforms many state-of-the-art methods.

每天都在社交渠道的普及时上传视频的海洋；因此，通过用户文本查询检索最相关的视频内容起着更为重要的作用。大多数方法仅考虑一个联合嵌入空间，而无需考虑每种模态的局部结构。其他一些方法考虑了分别由全球和局部特征组成的多个嵌入空间，忽略了丰富的模式间相关性。我们提出了一种新型的专家变压器罗马混合物，将文本和视频分为三个层次。空间上下文，时间上下文和对象上下文的角色。我们利用一种基于变压器的注意机制用充分的专家来完全利用全球和局部水平的视觉和文本嵌入，以考虑模式间和结构的相关性。结果表明，我们的方法优于YouCook2和MSR-VTT数据集上的最新方法，但给定相同的视觉主链而无需预训练。最后，我们进行了广泛的消融研究，以阐明我们的设计选择。

Machine reading comprehension (MRC) is a long-standing topic in natural language processing (NLP). The MRC task aims to answer a question based on the given context. Recently studies focus on multi-hop MRC which is a more challenging extension of MRC, which to answer a question some disjoint pieces of information across the context are required. Due to the complexity and importance of multi-hop MRC, a large number of studies have been focused on this topic in recent years, therefore, it is necessary and worth reviewing the related literature. This study aims to investigate recent advances in the multi-hop MRC approaches based on 31 studies from 2018 to 2022. In this regard, first, the multi-hop MRC problem definition will be introduced, then 31 models will be reviewed in detail with a strong focus on their multi-hop aspects. They also will be categorized based on their main techniques. Finally, a fine-grain comprehensive comparison of the models and techniques will be presented.