自动音频标题（AAC）旨在使用自然语言描述具有标题的音频数据。大多数现有的AAC方法采用编码器 - 解码器结构，其中基于注意的机制是解码器（例如，变压器解码器）中的受欢迎选择，用于预测来自音频特征的标题。这种基于注意的解码器可以从音频特征捕获全局信息，然而，它们在提取本地信息的能力可以是有限的，这可能导致所生成的标题中的质量下降。在本文中，我们介绍了一种具有无注意解码器的AAC方法，其中基于Pann的编码器用于音频特征提取，并且设计了无注意的解码器以引入本地信息。所提出的方法使得能够从音频信号中有效地使用全局和本地信息。实验表明，我们的方法在DCASE 2021挑战的任务6中具有基于标准的解码器的最先进的方法。

自动音频字幕是一项跨模式翻译任务，旨在为给定的音频剪辑生成自然语言描述。近年来，随着免费可用数据集的发布，该任务受到了越来越多的关注。该问题主要通过深度学习技术解决。已经提出了许多方法，例如研究不同的神经网络架构，利用辅助信息，例如关键字或句子信息来指导字幕生成，并采用了不同的培训策略，这些策略极大地促进了该领域的发展。在本文中，我们对自动音频字幕的已发表贡献进行了全面综述，从各种现有方法到评估指标和数据集。我们还讨论了公开挑战，并设想可能的未来研究方向。

自动音频标题（AAC）是一种跨模型翻译任务，旨在使用自然语言来描述音频剪辑的内容。如在DCEAD 2021挑战的任务6所接收的提交所示，这一问题已受到越来越兴趣的社区。现有的AAC系统通常基于编码器解码器架构，其中音频信号被编码为潜像表示，并与其对应的文本描述对齐，则使用解码器来生成标题。然而，AAC系统的培训经常遇到数据稀缺问题，这可能导致不准确的表示和音频文本对齐。为了解决这个问题，我们提出了一种名为对比损耗的新型编码器解码器框架（CL4AC）。在CL4AC中，通过对比样本来利用来自原始音频文本成对数据的自我监督信号来利用音频和文本之间的对应关系，该样本可以提高潜在表示的质量和音频和文本之间的对齐，同时训练有限的数据。实验是在披丁数据集上进行的，以显示我们提出的方法的有效性。

Automated audio captioning is a cross-modal translation task for describing the content of audio clips with natural language sentences. This task has attracted increasing attention and substantial progress has been made in recent years. Captions generated by existing models are generally faithful to the content of audio clips, however, these machine-generated captions are often deterministic (e.g., generating a fixed caption for a given audio clip), simple (e.g., using common words and simple grammar), and generic (e.g., generating the same caption for similar audio clips). When people are asked to describe the content of an audio clip, different people tend to focus on different sound events and describe an audio clip diversely from various aspects using distinct words and grammar. We believe that an audio captioning system should have the ability to generate diverse captions, either for a fixed audio clip, or across similar audio clips. To this end, we propose an adversarial training framework based on a conditional generative adversarial network (C-GAN) to improve diversity of audio captioning systems. A caption generator and two hybrid discriminators compete and are learned jointly, where the caption generator can be any standard encoder-decoder captioning model used to generate captions, and the hybrid discriminators assess the generated captions from different criteria, such as their naturalness and semantics. We conduct experiments on the Clotho dataset. The results show that our proposed model can generate captions with better diversity as compared to state-of-the-art methods.

该项目涉及参加DCASE 2022竞赛（任务6），该竞赛具有两个子任务：（1）自动化音频字幕和（2）基于语言的音频检索。第一个子任务涉及对音频样本的文本描述的生成，而第二个目标是在匹配给定描述的固定数据集中找到音频样本。对于两个子任务，都使用了Clotho数据集。在BLEU1，BLEU2，BLEU3，ROGEL，Meteor，Cider，Spice和Spider评分上评估了这些模型，用于音频字幕，R1，R5，R10和MARP10分数用于音频检索。我们进行了一些实验，以修改这些任务的基线模型。我们用于自动音频字幕的最终体系结构接近基线性能，而我们的基于语言的音频检索模型已超过其对应方。

视频到文本（VTT）是自动生成短视听视频剪辑的描述的任务，可以支持视觉上受损人员以了解YouTube视频的场景。变压器架构在机器翻译和图像标题中表现出具有很大的性能，缺乏对VTT的直接和可重复的应用。但是，对视频描述的不同策略和建议没有全面研究，包括利用完全自临时网络利用随附的音频。因此，我们通过开发直接变压器架构来探索来自图像标题和视频处理的有希望的方法，并将它们应用于VTT。此外，我们介绍了一种在我们呼叫分数位置编码（FPE）的变压器中同步音频和视频特征的新方法。我们在Vatex DataSet上运行多个实验，以确定适用于看不见的数据集的配置，有助于描述自然语言中的短视频剪辑，并与Vanilla变压器网络相比，通过37.13和12.83点改善苹果酒和BLE-4分数。 - MSR-VTT和MSVD数据集的最佳结果。此外，FPE有助于将苹果酒分数增加8.6％。

在描述自然语言中的时空事件时，视频标题模型主要依赖于编码器的潜在视觉表示。 Encoder-Decoder模型的最新进展主要参加编码器特征，主要是与解码器的线性交互。然而，对视觉数据的日益增长的模型复杂性鼓励更明确的特征交互，用于微粒信息，目前在视频标题域中不存在。此外，特征聚合方法已经用于通过连接或使用线性层来揭示更丰富的视觉表示。虽然在某种程度上为视频进行了语义重叠的功能集，但这些方法导致客观不匹配和功能冗余。此外，字幕中的多样性是从几种有意义的角度表达一个事件的基本组成部分，目前缺少时间，即视频标题域。为此，我们提出了变化堆叠的本地注意网络（VSLAN），该网络（VSLAN）利用低级别的双线性汇集进行自我细分功能交互，并以折扣方式堆叠多个视频特征流。每个特征堆栈的学习属性都有助于我们所提出的多样性编码模块，然后是解码查询阶段，以便于结束到最终的不同和自然标题，而没有任何明确的属性监督。我们在语法和多样性方面评估MSVD和MSR-VTT数据集的VSLAN。 VSLAN的苹果酒得分优于当前的现成方法，分别在MSVD和MSR-VTT上的$ 4.5 \％$ 4.8 \％$。在同一数据集上，VSLAN在标题分集度量中实现了竞争力。

视频字幕的规范方法决定了用于从离线提取的密集视频特征学习的标题生成模型。这些特征提取器通常在以固定帧速率采样的视频帧上操作，并且通常在图像/视频理解任务上培训，而不适用于视频标题数据。在这项工作中，我们展示了Swinbert，一种用于视频字幕的基于端到端的变换器的模型，它将视频帧贴片直接作为输入，并输出自然语言描述。我们的方法代替利用多个2D / 3D特征提取器，该方法采用视频变压器来编码可适应可变长度的视频输入，而无需专用设计，可以针对不同的帧速率进行专用设计。基于该模型架构，我们表明视频标题可以从更密集地采样的视频帧中受益匪浅，而不是以前的成功，用于视频和语言理解任务的稀疏采样视频帧（例如，视频问题应答）。此外，为了避免连续视频帧中固有的冗余，我们建议通过更好的远程视频序列建模来自适应地学习稀疏的注意掩模并优化任务特定性能改进。通过对5个视频字幕数据集的广泛实验，我们展示了Swinbert通过较大的余量来实现对以前的方法的整体性能改进。此外，学习的稀疏注意力掩模将限制推向新的技术，可以在不同的视频长度和不同的数据集之间传输。

自动在自然语言中自动生成图像的描述称为图像字幕。这是一个积极的研究主题，位于人工智能，计算机视觉和自然语言处理中两个主要领域的交集。图像字幕是图像理解中的重要挑战之一，因为它不仅需要识别图像中的显着对象，还需要其属性及其相互作用的方式。然后，系统必须生成句法和语义上正确的标题，该标题描述了自然语言的图像内容。鉴于深度学习模型的重大进展及其有效编码大量图像并生成正确句子的能力，最近已经提出了几种基于神经的字幕方法，每种方法都试图达到更好的准确性和标题质量。本文介绍了一个基于编码器的图像字幕系统，其中编码器使用以RESNET-101作为骨干为骨干来提取图像中每个区域的空间和全局特征。此阶段之后是一个精致的模型，该模型使用注意力进行注意的机制来提取目标图像对象的视觉特征，然后确定其相互作用。解码器由一个基于注意力的复发模块和一个反思性注意模块组成，该模块会协作地将注意力应用于视觉和文本特征，以增强解码器对长期顺序依赖性建模的能力。在两个基准数据集（MSCOCO和FLICKR30K）上进行的广泛实验显示了提出的方法和生成的字幕的高质量。

图像字幕模型通常是根据人体注释的地面真实字幕训练的，该字幕可能会产生准确但通用的字幕。为了提高字幕模型的独特性，我们首先提出了一系列使用大规模视觉语言预训练模型剪辑来评估标题的独特性。然后，我们提出了一种简单有效的训练策略，该策略通过在相似图像组中进行比较来训练模型。我们对各种现有模型进行了广泛的实验，以证明我们的策略的广泛适用性以及基于公制的结果与人类评估的一致性。通过将最佳模型的性能与现有的最新模型进行比较，我们声称我们的模型实现了针对独特性目标的新最先进的。

为了为视频产生适当的标题，推理需要确定相关的概念并注意它们之间的空间关系以及剪辑中的时间发展。我们的端到端编码器视频字幕框架结合了两个基于变压器的体系结构，这是一种用于单个关节时空视频分析的改编变压器，以及用于高级文本生成的基于自我注意力的解码器。此外，我们引入了一种自适应框架选择方案，以减少所需的传入帧数，同时在训练两个变压器时保持相关内容。此外，我们通过汇总每个样本的所有基础真理标题来估计与视频字幕相关的语义概念。我们的方法在MSVD以及大规模的MSR-VTT和VATEX基准数据集上实现了最新的结果，并考虑了多个自然语言产生（NLG）指标。对多样性得分的其他评估突出了我们生成的标题结构的表现力和多样性。

Mainstream image caption models are usually two-stage captioners, i.e., calculating object features by pre-trained detector, and feeding them into a language model to generate text descriptions. However, such an operation will cause a task-based information gap to decrease the performance, since the object features in detection task are suboptimal representation and cannot provide all necessary information for subsequent text generation. Besides, object features are usually represented by the last layer features that lose the local details of input images. In this paper, we propose a novel One-Stage Image Captioner (OSIC) with dynamic multi-sight learning, which directly transforms input image into descriptive sentences in one stage. As a result, the task-based information gap can be greatly reduced. To obtain rich features, we use the Swin Transformer to calculate multi-level features, and then feed them into a novel dynamic multi-sight embedding module to exploit both global structure and local texture of input images. To enhance the global modeling of encoder for caption, we propose a new dual-dimensional refining module to non-locally model the interaction of the embedded features. Finally, OSIC can obtain rich and useful information to improve the image caption task. Extensive comparisons on benchmark MS-COCO dataset verified the superior performance of our method.

视频标题旨在根据内容生成自然语言描述，其中表示学习起到至关重要的作用。现有方法主要通过对地理文本的生成标题的字词比较来在监督学习框架内开发，而不会完全利用语言语义。在这项工作中，我们提出了一个分层模块化网络，在生成字幕之前从三个级别桥接视频表示和语言语义。特别是，层次结构由以下组成：（i）实体级别，其突出显示最有可能在字幕中提及的对象。 （ii）谓词级别，它学习在突出显示的对象上调节的行动，并由标题中的谓词进行监督。 （iii）句子级别，了解全局语义表示，并受到整个标题的监督。每个级别由一个模块实现。广泛的实验结果表明，该方法对两个广泛使用的基准测试的最先进模型有利地表现出：MSVD 104.0％和苹果酒评分中的MSR-VTT 51.5％。

支持日常任务的家庭服务机器人是老年人或残疾人的有前途解决方案。对于家庭服务机器人，在执行碰撞风险之前至关重要。在本文中，我们的目标是为未来的活动产生标题。我们提出了关系的未来字幕模型（RFCM），这是一种未来字幕任务的跨模式语言生成模型。RFCM具有关系自我注意编码器，可以比变压器中常规的自我注意力更有效地提取事件之间的关系。我们进行了比较实验，结果表明RFCM在两个数据集上的基线方法优于基线方法。

密集的视频字幕（DVC）旨在生成多句子描述，以阐明视频中的多个事件，这是具有挑战性，需要的视觉一致性，疑惑一致性和语言多样性。现有方法主要生成各个视频段的标题，缺乏适应全局视觉上下文和快速发展的视觉内容和文本描述之间的渐进对齐，这导致冗余和拼接描述。在本文中，我们介绍了信息流的概念，以模拟跨视频序列和标题的渐进信息。通过设计跨模型信息流对准机制，捕获和对齐的视觉和文本信息流，其在事件/主题演化上以更丰富的上下文和动态赋予标题处理。基于跨模型信息流对准模块，我们进一步提出了DVCFlow框架，它由全球本地视觉编码器组成，用于捕获每个视频段的全局功能和本地特征，以及用于产生标题的预先培训的标题生成器。对流行的ActivityNet标题和Youcookii数据集的广泛实验表明，我们的方法显着优于竞争基础，并根据主题和客观测试产生更多人类文本。

通用事件边界字幕（GEBC）旨在生成三个句子，描述给定时间边界的状态更改。以前的方法仅处理一次单个边界的信息，该信息缺乏视频上下文信息的利用。为了解决此问题，我们设计了一个直接将整个视频作为输入的模型，并为各个边界提供标题。该模型可以通过对边界边界建模来了解每个时间边界的上下文信息。实验证明了上下文信息的有效性。所提出的方法在测试集上达到了72.84分数，我们在此挑战中达到了$ 2^{nd} $。我们的代码可在：\ url {https://github.com/zjr2000/context-gebc}中获得。

音频字幕是一项根据内容生成音频描述的任务。由于高复杂性，预训练的模型被广泛用于音频字幕。除非重新训练全面的系统，否则很难确定预训练的模型对音频字幕系统的贡献。为了防止耗时和消耗能量的再培训过程，有必要为音频字幕中的预训练模型提出绩效倾向。在本文中，研究了一系列预训练的模型，以进行提取的音频功能与音频字幕的性能之间的相关性。根据实验结果提出了两个预测因子。结果表明，提取的音频特征的峰度和偏度可能是由于峰度和偏度之间的高相关性而导致预训练音频的音频字幕系统的性能指标。音频功能和音频字幕系统的性能。

描述使用自然语言的图像被广泛称为图像标题，这是由于计算机视觉和自然语言生成技术的发展而达成了一致的进展。虽然传统的标题模型基于流行度量的高精度，即BLEU，苹果酒和香料，探索了标题与其他类似图像中的标题的能力。为了产生独特的标题，一些先驱采用对比学习或重新加权地面真理标题，其侧重于一个输入图像。然而，忽略了类似图像组中对象之间的关系（例如，相同专辑中的项目或属性或细粒度事件中的物品）。在本文中，我们使用基于组的独特标题模型（Gdiscap）来提高图像标题的独特性，其将每个图像与一个类似的组中的其他图像进行比较，并突出显示每个图像的唯一性。特别是，我们提出了一种基于组的内存注意力（GMA）模块，其存储在图像组中是唯一的对象特征（即，与其他图像中的对象的低相似性）。生成字幕时突出显示这些唯一的对象功能，从而产生更有独特的标题。此外，选择地面标题中的独特单词来监督语言解码器和GMA。最后，我们提出了一种新的评估度量，独特的单词率（Diswordrate）来测量标题的独特性。定量结果表明，该方法显着提高了几种基线模型的独特性，并实现了精度和独特性的最先进的性能。用户学习的结果与定量评估一致，并证明了新的公制Diswordrate的合理性。

Attention mechanisms are widely used in current encoder/decoder frameworks of image captioning, where a weighted average on encoded vectors is generated at each time step to guide the caption decoding process. However, the decoder has little idea of whether or how well the attended vector and the given attention query are related, which could make the decoder give misled results. In this paper, we propose an "Attention on Attention" (AoA) module, which extends the conventional attention mechanisms to determine the relevance between attention results and queries. AoA first generates an "information vector" and an "attention gate" using the attention result and the current context, then adds another attention by applying element-wise multiplication to them and finally obtains the "attended information", the expected useful knowledge. We apply AoA to both the encoder and the decoder of our image captioning model, which we name as AoA Network (AoANet). Experiments show that AoANet outperforms all previously published methods and achieves a new state-ofthe-art performance of 129.8 CIDEr-D score on MS COCO "Karpathy" offline test split and 129.6 CIDEr-D (C40) score on the official online testing server. Code is available at https://github.com/husthuaan/AoANet.

连接视觉和语言在生成智能中起着重要作用。因此，已经致力于图像标题的大型研究工作，即用句法和语义有意义的句子描述图像。从2015年开始，该任务通常通过由Visual Encoder组成的管道和文本生成的语言模型来解决任务。在这些年来，两种组件通过对象区域，属性，介绍多模态连接，完全关注方法和伯特早期融合策略的利用而显着发展。但是，无论令人印象深刻的结果，图像标题的研究还没有达到结论性答案。这项工作旨在提供图像标题方法的全面概述，从视觉编码和文本生成到培训策略，数据集和评估度量。在这方面，我们量化地比较了许多相关的最先进的方法来确定架构和培训策略中最有影响力的技术创新。此外，讨论了问题的许多变体及其开放挑战。这项工作的最终目标是作为理解现有文献的工具，并突出显示计算机视觉和自然语言处理的研究领域的未来方向可以找到最佳的协同作用。