在许多图像分类任务中，诸如夹子之类的开放式摄影模型具有高精度。但是，在某些设置中，他们的零拍摄性能远非最佳。我们研究模型修补程序，目的是提高对特定任务的准确性，而不会在表现已经足够的任务上降低准确性。为了实现这一目标，我们引入了油漆，这是一种修补方法，该方法在微调之前使用模型的权重与要修补的任务进行微调后的权重。在零机夹的性能差的九个任务上，油漆可将精度提高15至60个百分点，同时将ImageNet上的精度保留在零拍模型的一个百分点之内。油漆还允许在多个任务上修补单个模型，并通过模型刻度进行改进。此外，我们确定了广泛转移的案例，即使任务不相交，对一个任务进行修补也会提高其他任务的准确性。最后，我们研究了超出常见基准的应用程序，例如计数或减少印刷攻击对剪辑的影响。我们的发现表明，可以扩展一组任务集，开放式摄影模型可实现高精度，而无需从头开始重新训练它们。

执行零摄像推理时（即，在特定数据集上不进行微调）时，大型预训练的模型（例如剪辑或ALIGN）在一系列数据分布中提供一致的精度。尽管现有的微调方法显着提高了给定目标分布的准确性，但它们通常会降低分配变化的稳健性。我们通过引入一种简单有效的方法来提高鲁棒性，同时进行微调：结合零拍和微调模型（Wise-ft）的重量。与标准的微调相比，Wise-FT在分配变化下提供了巨大的准确性提高，同时保留了目标分布的高精度。在Imagenet和五个派生的分布变化上，Wise-FT在先前的工作中提高了分布转移的准确性4至6个百分点（PP），同时将Imagenet精度提高1.6pp。Wise-ft的稳健性相似（2至23 pp），明智之前与七个常用的转移学习数据集的标准微调相比，在一组进一步的分配转移的各种集合中，准确性增长率为0.8至3.3 pp。这些改进在微调或推理期间没有任何额外的计算成本。

Changing how pre-trained models behave -- e.g., improving their performance on a downstream task or mitigating biases learned during pre-training -- is a common practice when developing machine learning systems. In this work, we propose a new paradigm for steering the behavior of neural networks, centered around \textit{task vectors}. A task vector specifies a direction in the weight space of a pre-trained model, such that movement in that direction improves performance on the task. We build task vectors by subtracting the weights of a pre-trained model from the weights of the same model after fine-tuning on a task. We show that these task vectors can be modified and combined together through arithmetic operations such as negation and addition, and the behavior of the resulting model is steered accordingly. Negating a task vector decreases performance on the target task, with little change in model behavior on control tasks. Moreover, adding task vectors together can improve performance on multiple tasks at once. Finally, when tasks are linked by an analogy relationship of the form ``A is to B as C is to D", combining task vectors from three of the tasks can improve performance on the fourth, even when no data from the fourth task is used for training. Overall, our experiments with several models, modalities and tasks show that task arithmetic is a simple, efficient and effective way of editing models.

最大化模型准确性的常规配方是（1）具有各种超参数的多个模型，以及（2）选择在固定验证集中表现最佳的单个模型，从而丢弃其余部分。在本文中，我们在微调大型预训练的模型的背景下重新审视了该过程的第二步，其中微调模型通常位于单个低误差盆地中。我们表明，平均多种模型的权重以不同的超参数配置进行了微调通常提高准确性和鲁棒性。与传统的合奏不同，我们可能会平均许多模型，而不会产生任何其他推理或记忆成本 - 我们将结果称为“模型汤”。当微调大型预训练的模型，例如夹子，Align和VIT-G在JFT上预先训练的VIT-G时，我们的汤食谱可为ImageNet上的超参数扫描中的最佳模型提供显着改进。所得的VIT-G模型在Imagenet上达到90.94％的TOP-1准确性，实现了新的最新状态。此外，我们表明，模型汤方法扩展到多个图像分类和自然语言处理任务，改善分发性能，并改善新下游任务的零局部性。最后，我们通过分析将权重平衡和与logit浓度的性能相似与预测的损失和信心的平坦度联系起来，并经过经验验证这种关系。代码可从https://github.com/mlfoundations/model-soups获得。

Scaling up neural networks has led to remarkable performance across a wide range of tasks. Moreover, performance often follows reliable scaling laws as a function of training set size, model size, and compute, which offers valuable guidance as large-scale experiments are becoming increasingly expensive. However, previous work on scaling laws has primarily used private data \& models or focused on uni-modal language or vision learning. To address these limitations, we investigate scaling laws for contrastive language-image pre-training (CLIP) with the public LAION dataset and the open-source OpenCLIP repository. Our large-scale experiments involve models trained on up to two billion image-text pairs and identify power law scaling for multiple downstream tasks including zero-shot classification, retrieval, linear probing, and end-to-end fine-tuning. We find that the training distribution plays a key role in scaling laws as the OpenAI and OpenCLIP models exhibit different scaling behavior despite identical model architectures and similar training recipes. We open-source our evaluation workflow and all models, including the largest public CLIP models, to ensure reproducibility and make scaling laws research more accessible. Source code and instructions to reproduce this study will be available at https://github.com/LAION-AI/scaling-laws-openclip

State-of-the-art computer vision systems are trained to predict a fixed set of predetermined object categories. This restricted form of supervision limits their generality and usability since additional labeled data is needed to specify any other visual concept. Learning directly from raw text about images is a promising alternative which leverages a much broader source of supervision. We demonstrate that the simple pre-training task of predicting which caption goes with which image is an efficient and scalable way to learn SOTA image representations from scratch on a dataset of 400 million (image, text) pairs collected from the internet. After pre-training, natural language is used to reference learned visual concepts (or describe new ones) enabling zero-shot transfer of the model to downstream tasks. We study the performance of this approach by benchmarking on over 30 different existing computer vision datasets, spanning tasks such as OCR, action recognition in videos, geo-localization, and many types of fine-grained object classification. The model transfers non-trivially to most tasks and is often competitive with a fully supervised baseline without the need for any dataset specific training. For instance, we match the accuracy of the original ResNet-50 on ImageNet zero-shot without needing to use any of the 1.28 million training examples it was trained on. We release our code and pre-trained model weights at https://github.com/OpenAI/CLIP.

对比训练有素的语言图像模型，例如剪辑，Align和Basic，已经证明了对多种具有挑战性的自然分配变化的前所未有的鲁棒性。由于这些语言图像模型与以前的培训方法有多种不同，因此一个重要的问题是导致稳定性增长的原因。我们通过系统的实验研究回答这个问题。具体而言，我们研究了鲁棒性增长的五个不同可能的原因：（i）训练集大小，（ii）培训分配，（iii）在培训时进行语言监督，（iv）测试时语言监督，以及（v）对比损失函数。我们的实验表明，更多样化的训练分布是稳健性增长的主要原因，其他因素几乎没有稳健性。除了实验结果之外，我们还引入了Imagenet捕获，这是一种来自Flickr的原始文本注释的Imagenet版本，以实现语言图像训练的进一步受控实验。

对比性语言图像预训练（剪辑）模型是最近提出的大规模训练模型，它吸引了计算机视觉社区越来越多的关注。从其巨大的图像文本训练集中受益，剪辑模型在零拍学习和图像文本匹配方面学习了出色的功能。为了提高剪辑在某些目标视觉概念上的识别性能，通常希望通过在额外的培训数据上微调一些利益来进一步更新剪辑模型。但是，此操作引起了一个重要的关注：更新会损害零镜头学习或剪辑的图像文本匹配能力，即灾难性的遗忘问题吗？如果是，是否可以适应现有的持续学习算法来减轻灾难性遗忘的风险？为了回答这些问题，这项工作对剪辑模型的持续学习问题进行了系统性研究。我们构建评估协议，以衡量微调更新的影响，并探索不同的方法来升级现有的持续学习方法，以减轻剪辑模型的遗忘问题。我们的研究揭示了剪辑持续学习问题的特殊挑战，并为进一步的研究奠定了基础。此外，我们提出了一种新算法，被称为学习，而无需通过重播词汇（VR-LWF）忘记，该算法显示出减轻剪辑模型遗忘问题的确切有效性。

本文提出了一种对比调整，这是一种简单的方法，采用对比训练来对准图像和文本模型，同时仍然利用他们的预训练。在我们的实证研究中，我们发现，锁定的预训练图像模型与解锁文本模型最佳。我们调用这种对比调整“锁定图像文本调整”（LIT TOONING）的实例，该实例仅教导文本模型，从预先训练的图像模型中读出了良好的表示新任务。亮度调谐模型将零拍摄传输到新视觉任务的能力提高，例如图像分类或检索。建议的亮度调整是广泛适用的;它可以使用三种不同的图像文本数据集可靠地使用多种预训练方法（监督和无监督）和多种架构（Reset，Vision变换器和MLP-MILLER）。利用基于变压器的预训练VIT-G / 14型号，LIT调谐模型在想象网测试集中实现了84.5％的零射频传输精度，并且在充满挑战的分发ObjectNet测试集中实现了81.1％。

Web爬行的数据集已在最近的图像文本模型（例如剪辑（对比语言图像预训练）或火烈鸟）中启用了非凡的概括功能，但是对数据集创建过程知之甚少。在这项工作中，我们介绍了六个可公开可用数据源的测试床 - YFCC，LAION，概念标题，机智，redcaps，shutterstock-，以调查预训练分布如何在剪辑中诱导稳健性。我们发现，预训练数据的性能在分布变化之间有很大的变化，没有单个数据源主导。此外，我们系统地研究了这些数据源之间的相互作用，发现组合多个来源并不一定会产生更好的模型，而是稀释了最佳个体数据源的鲁棒性。我们将经验发现与简单环境中的理论见解相辅相成，其中结合训练数据还会导致稳健性稀释。此外，我们的理论模型为LAION数据集中最近采用的基于夹的数据过滤技术的成功提供了候选解释。总体而言，我们的结果表明，仅仅从Web中收集大量数据并不是建立预训练数据集以进行鲁棒性概括的最有效方法，因此需要进一步研究数据集设计。

Contrastive Language-Image Pre-trained (CLIP) models have zero-shot ability of classifying an image belonging to "[CLASS]" by using similarity between the image and the prompt sentence "a [CONTEXT] of [CLASS]". Based on exhaustive text cues in "[CONTEXT]", CLIP model is aware of different contexts, e.g. background, style, viewpoint, and exhibits unprecedented robustness against a wide range of distribution shifts. However, recent works find further fine-tuning of CLIP models improves accuracy but sacrifices the robustness on downstream tasks. We conduct an empirical investigation to show fine-tuning will corrupt the context-aware ability of pre-trained CLIP features. To solve this problem, we propose Context-Aware Robust Fine-tuning (CAR-FT). CAR-FT regularizes the model during fine-tuning to capture the context information. Specifically, we use zero-shot prompt weights to get the context distribution contained in the image. By minimizing the Kullback-Leibler Divergence (KLD) between context distributions induced by original/fine-tuned CLIP models, CAR-FT makes the context-aware ability of CLIP inherited into downstream tasks, and achieves both higher In-Distribution (ID) and Out-Of-Distribution (OOD) accuracy. The experimental results show CAR-FT achieves superior robustness on five OOD test datasets of ImageNet, and meanwhile brings accuracy gains on nine downstream tasks. Additionally, CAR-FT surpasses previous Domain Generalization (DG) methods and gets 78.5% averaged accuracy on DomainBed benchmark, building the new state-of-the-art.

我们提出了一种称为基本的组合缩放方法，可在ImageNet ILSVRC-2012验证集上实现85.7％的前1个零点精度，超越了最佳发布的零拍模型 - 剪辑并对齐 - 达9.3％。我们的基本模式还显示出鲁棒性基准的显着改进。例如，在5个测试集中，具有自然分布换档，如想象的 - {A，R，V2，素描}和ObjectNet，我们的车型实现了83.7％的前1个平均精度，只有一个小幅度从其原始的想象精度下降。为实现这些结果，我们扩大了剪辑的对比学习框架，并在三个方面对齐：数据大小，型号大小和批量大小。我们的数据集具有6.6B噪声图像文本对，比对齐的4倍，比夹子大16倍。我们最大的型号具有3B重量，参数比为3.75倍，拖鞋比对齐和夹子更大。我们的批量尺寸为65536，比剪辑的2倍，4倍超过对齐。缩放的主要挑战是我们的加速器的内存有限，如GPU和TPU。因此，我们提出了一种在线渐变缓存的简单方法来克服这个限制。

We present Answer-Me, a task-aware multi-task framework which unifies a variety of question answering tasks, such as, visual question answering, visual entailment, visual reasoning. In contrast to previous works using contrastive or generative captioning training, we propose a novel and simple recipe to pre-train a vision-language joint model, which is multi-task as well. The pre-training uses only noisy image captioning data, and is formulated to use the entire architecture end-to-end with both a strong language encoder and decoder. Our results show state-of-the-art performance, zero-shot generalization, robustness to forgetting, and competitive single-task results across a variety of question answering tasks. Our multi-task mixture training learns from tasks of various question intents and thus generalizes better, including on zero-shot vision-language tasks. We conduct experiments in the challenging multi-task and open-vocabulary settings and across a variety of datasets and tasks, such as VQA2.0, SNLI-VE, NLVR2, GQA. We observe that the proposed approach is able to generalize to unseen tasks and that more diverse mixtures lead to higher accuracy in both known and novel tasks.

在单独或多任务设置中评估了当前最新的视觉和语言模型，从而忽略了持续学习（CL）任务到达时的挑战。现有的CLENG分类促进了有关调整任务和减轻“灾难性遗忘”的研究，但仅限于仅视觉和仅语言的任务。我们提出了攀登，这是研究CL设置中学习多模式任务的挑战的基准，并系统地评估上游持续学习如何迅速概括为新的多模式和单峰任务。攀登包括几种CL算法的实现以及可以在多模式和单峰任务上部署的修改视觉语言变压器（VILT）模型。我们发现，常见的CL方法可以帮助减轻多模式任务学习期间的遗忘，但不要实现交叉任务知识转移。我们设想，攀登将有助于针对这种具有挑战性的多模式环境的新的CL算法进行研究。

从自然语言监督中学习视觉表示，最近在许多开创性的作品中表现出了巨大的希望。通常，这些具有语言的视觉模型表现出对各种数据集和任务的强大可传递性。但是，由于缺乏易于使用的评估工具包和公共基准，评估这些模型的可转让性仍然很具有挑战性。为了解决这个问题，我们构建了高级版（评估语言的视觉任务级传输），这是用于评估（预训练）语言增强视觉模型的第一个基准和工具包。升华由三个组成部分组成。 （i）数据集。作为下游评估套件，它由20个图像分类数据集和35个对象检测数据集组成，每个数据集都用外部知识来增强。 （ii）工具包。开发了自动高参数调谐工具包，以促进下游任务的模型评估。 （iii）指标。多种评估指标用于测量样品效率（零射击和少量）和参数效率（线性探测和完整模型微调）。我们在https://computer-vision-in-the-wild.github.io/elevater/上公开发布leverater

将简单的体系结构与大规模预训练相结合已导致图像分类的大量改进。对于对象检测，预训练和缩放方法的确定性不佳，尤其是在长尾和开放式摄影的环境中，训练数据相对较少。在本文中，我们提出了一个强大的配方，用于将图像文本模型转移到开放式对象检测中。我们使用具有最小修改，对比度文本预训练和端到端检测微调的标准视觉变压器体系结构。我们对该设置的缩放属性的分析表明，增加图像级预训练和模型大小在下游检测任务上产生一致的改进。我们提供适应性策略和正规化，以实现零击文本条件和单次图像条件对象检测的非常强劲的性能。代码和型号可在GitHub上找到。

视觉变压器（VIT）已被证明可以在广泛的视觉应用中获得高度竞争性的性能，例如图像分类，对象检测和语义图像分割。与卷积神经网络相比，通常发现视觉变压器的较弱的电感偏差会在较小的培训数据集上培训时，会增加对模型正则化或数据增强的依赖（简称为“ AUGREG”）。我们进行了一项系统的实证研究，以便更好地了解培训数据，AUGREG，模型大小和计算预算之间的相互作用。作为这项研究的一个结果，我们发现增加的计算和AUGREG的组合可以产生与在数量级上训练的模型相同的训练数据的模型：我们在公共Imagenet-21K数据集中培训各种尺寸的VIT模型在较大的JFT-300M数据集上匹配或超越其对手的培训。

机器学习中的终身学习范式是一个有吸引力的替代方案，不仅是由于其与生物学学习的相似之处，而且它通过避免过度模型重新训练来减少能量浪费的可能性。对此范式的关键挑战是灾难性遗忘的现象。随着在机器学习中训练有素的模型的越来越受欢迎和成功，我们提出了问题：终身学习中的训练前比赛，特别是关于灾难性的遗忘？我们在大型预先训练模型的上下文中调查现有方法，并在各种文本和图像分类任务中评估其性能，包括使用15个不同的NLP任务的新型数据集进行大规模研究。在所有设置中，我们观察到，通用预训练隐含地减轻了在与随机初始化模型相比依次学习多个任务时灾难性忘记的影响。然后，我们进一步调查为什么预先训练缓解在这个环境中忘记。我们通过分析损失景观来研究这种现象，发现预先训练的重量似乎可以通过导致更宽的最小值来缓解遗忘。基于这一洞察力，我们提出了对当前任务损失和损失盆地锐利的共同优化，以便在连续微调期间明确鼓励更广泛的盆地。我们表明，这种优化方法导致与跨多个设置的任务顺序持续学习的性能相当，而无需保留具有任务数量的大小的内存。

最近的工作表明，自我监督的预训练导致对挑战性视觉识别任务的监督学习改进。剪辑是一种令人兴奋的学习语言监督的新方法，展示了各种基准的有希望的表现。在这项工作中，我们探索自我监督的学习是否可以帮助使用语言监督来进行视觉表现学习。我们介绍了一个用于组合自我监督学习和剪辑预训练的多任务学习框架。在使用视觉变形金刚进行预培训之后，我们在三个不同的设置下彻底评估了代表性质量，并将性能与自我监督学习进行了比较：零拍摄传输，线性分类和端到端的FineTuning。在ImageNet和电池的额外数据集中，我们发现SLIP通过大幅度提高了精度。我们将通过关于不同模型大小，培训计划和预训练预训练数据集的实验进行验证。我们的研究结果表明，滑块享有世界上最好的：性能比自我监督更好（+ 8.1％的线性精度）和语言监督（+ 5.2％的零射精精度）。

我们引入了构图软提示（CSP），这是一种参数有效的学习技术，可改善大规模预处理视觉模型（VLMS）的零摄像组成性。 VLM可以在其灵活的文本编码器中代表任意类作为自然语言提示，但在组成零击基准任务上的表现不佳。为了改善VLM，我们提出了一种新颖的软提示形式。我们将构成的属性和对象视为将类定义为词汇的可学习令牌，并在多个及时的构图上调整它们。在推断期间，我们在新组合中重新组装了学习的属性对象词汇。我们表明，CSP在基准数据集上的原始VLM的表现平均为AUC上的10.9个百分点。 CSP还胜过Coop，这是一种调谐前缀上下文的软提示方法，在AUC上平均要点5.8个百分点。我们执行其他实验，以表明CSP对仅属性分类，高阶属性 - 属性对象组成以及预验证属性和微调对象的组合进行了改进。