可控图像标题（CIC）任务旨在在指定的控制信号上生成条件。提出了几种与结构相关的控制信号来控制句子的语义结构，例如句子长度和语音标签序列。然而，由于基于精度的奖励主要针对内容而不是语义结构，因此现有的增强培训方法不适用于结构相关的CIC模型。缺乏加固训练导致偏差和优化功能和评估度量之间的不一致。在本文中，我们提出了一种用于结构相关控制信号的新型加固训练方法：自注释培训（SAT），提高CIC模型的准确性和可控性。在SAT中，设计递归注释机制（RAM）以强制输入控制信号以匹配实际输出句子。此外，我们提出了额外的对准奖励来Finetune在SAT方法后培训的CIC模型，这进一步提高了模型的可控性。在MSCOCO基准测试中，我们对不同结构相关的控制信号和不同基线模型进行广泛的实验，结果表明了我们方法的有效性和普遍性。

在图像字幕的数据集中，每个图像都与几个字幕对齐。尽管这些描述的质量有所不同，但现有字幕模型在培训过程中平等对待它们。在本文中，我们提出了一个新的句子质量控制信号，该信号被视为字幕模型的附加输入。通过集成控制信号信息，字幕模型可以意识到目标句子的质量水平，并以不同的方式处理它们。此外，我们提出了一种专门针对句子质量控制信号的新型增强培训方法：面向质量的自称训练（Q-SAT）。配备了R-Drop策略，由最高质量水平超过基线模型控制的模型在基于准确性的评估指标上进行了很多验证，该模型验证了我们提出的方法的有效性。

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。

大多数当前图像标题模型通常从左到右生成标题。这种单向财产使它们只能利用过去的背景但不是未来的背景。尽管最近的基于改进的模型可以通过基于第一阶段的预检索或预先生成的标题在第二阶段生成新的标题来利用过去和未来的上下文，但是这些模型的解码器通常由两个网络组成〜（即第一阶段中的猎犬或标题器和第二阶段的炼油厂），其只能顺序地执行。在本文中，我们引入了一种用于图像标题的紧凑双向变压器模型，其可以在解码器并行执行解码器时隐式地和明确地利用双向上下文。具体地，通过将​​左右（L2R）和向右（R2L）紧密地耦合到单个紧凑型〜（即隐式）和可选地允许两个流的相互作用（即明确）的相互作用（即明确）来实现来实现。最终标题以句子级集合方式从L2R或R2L流中选择。我们对MSCOCO基准进行广泛的消融研究，并找到紧凑的架构，它用作隐式利用双向上下文的正则化，以及句子级集合比显式交互机制扮演更重要的角色。通过无缝地与单词级集合组合，句子级集合的效果进一步放大。我们进一步将传统的单流自我关键培训扩展到此架构下的双流程版本，并与非视语 - 预先预订模型相比，实现新的最先进导致。源代码可用于{\ color {magenta} \ url {https://github.com/yuanezhou/cbtrans}}。

在过去的几年中，引起了独特的图像字幕（DIC）（DIC） - 生成独特的标题来描述目标图像的独特细节。最近的DIC工作建议通过将目标图像与一组语义相似的参考图像（即基于参考的DIC（REF-DIC））进行比较来生成独特的字幕。它的目的是使生成的字幕可以分开目标图像和参考图像。不幸的是，现有参考作品使用的参考图像易于区分：这些参考图像仅类似于场景级别的目标图像，并且几乎没有常见的对象，因此，即使不考虑该模型，Ref-DIC模型也可以微不足道地生成独特的字幕参考图像。为了确保Ref-DIC模型真正了解目标图像中的唯一对象（或属性），我们首先提出了两个新的Ref-DIC基准。具体而言，我们设计了一个两阶段的匹配机制，该机制严格控制对象 - /属性级别的目标和参考图像之间的相似性（相对于场景级别）。其次，为了产生独特的标题，我们开发了一个强大的基于变压器的ref-DIC基线，称为传播。它不仅从目标图像中提取视觉特征，而且还编码目标和参考图像中对象之间的差异。最后，为了获得更值得信赖的基准测试，我们提出了一个新的评估度量指标，名为Ref-DIC的Discider，评估生成的字幕的准确性和独特性。实验结果表明，我们的传统可以产生独特的标题。此外，它在不同指标上的两个新基准测试中的几个最先进的模型都优于多种最先进的模型。

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。

视频字幕结合了视频理解和语言生成。与图像标题不同，描述具有几乎每个对象的细节的静态图像，视频字幕通常考虑一系列帧和偏置朝向聚焦对象的偏差，例如，保持焦点的对象，无论更改的背景如何。因此，检测和适当地容纳聚焦对象在视频字幕中是至关重要的。为了执行聚焦对象的描述并实现可控制的视频标题，我们提出了一种面向对象的非自动增加方法（O2NA），其执行三个步骤中的标题生成：1）识别聚焦对象并预测其在目标字幕中的位置; 2）生成相关的属性词和这些聚焦对象的关系词来形成标题草案; 3）将视频信息组合以将标题草案精炼到流利的最终标题。由于产生了聚焦的对象并领先于其他单词，因此难以应用逐字的自回归生成过程;相反，我们采用了非自动评级方法。在两个基准数据集，即MSR-VTT和MSVD上的实验证明了O2NA的有效性，这实现了与最先进的结果竞争，但具有更高的多样性和推理速度。

新颖的对象字幕（NOC）旨在描述包含对象的图像，而无需在训练过程中观察其地面真相标题。由于缺乏字幕注释，无法通过序列到序列训练或苹果酒优化直接优化字幕模型。结果，我们提出了启用释义（P2C），这是一个针对NOC的两阶段学习框架，它将通过释义通过释义来优化输出字幕。使用P2C，字幕模型首先从仅在文本语料库中预先训练的语言模型中学习释义，从而扩展了Bank一词以提高语言流利度。为了进一步实施足够描述输入图像的视觉内容的输出字幕，我们对引入的忠诚度和充分性目标进行字幕模型执行自我贴形。由于在训练过程中没有任何地面真相标题可用于新颖的对象图像，因此我们的P2C利用交叉模式（图像文本）关联模块可以确保可以正确保留上述字幕特征。在实验中，我们不仅表明我们的P2C在NOCAPS和COCO字幕数据集上实现了最先进的性能，而且还通过替换NOC的语言和跨模式关联模型来验证学习框架的有效性和灵活性。实施详细信息和代码可在补充材料中找到。

It is well believed that the higher uncertainty in a word of the caption, the more inter-correlated context information is required to determine it. However, current image captioning methods usually consider the generation of all words in a sentence sequentially and equally. In this paper, we propose an uncertainty-aware image captioning framework, which parallelly and iteratively operates insertion of discontinuous candidate words between existing words from easy to difficult until converged. We hypothesize that high-uncertainty words in a sentence need more prior information to make a correct decision and should be produced at a later stage. The resulting non-autoregressive hierarchy makes the caption generation explainable and intuitive. Specifically, we utilize an image-conditioned bag-of-word model to measure the word uncertainty and apply a dynamic programming algorithm to construct the training pairs. During inference, we devise an uncertainty-adaptive parallel beam search technique that yields an empirically logarithmic time complexity. Extensive experiments on the MS COCO benchmark reveal that our approach outperforms the strong baseline and related methods on both captioning quality as well as decoding speed.

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。

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。

图像标题将复杂的视觉信息转换为抽象的自然语言以获得表示的抽象自然语言，这可以帮助计算机快速了解世界。但是，由于真实环境的复杂性，它需要识别关键对象并实现其连接，并进一步生成自然语言。整个过程涉及视觉理解模块和语言生成模块，它为深度神经网络的设计带来了比其他任务的深度神经网络的更具挑战。神经架构搜索（NAS）在各种图像识别任务中显示了它的重要作用。此外，RNN在图像标题任务中起重要作用。我们介绍了一种自动调用方法，可以更好地设计图像标题的解码器模块，其中我们使用NAS自动设计称为Autornn的解码器模块。我们使用基于共享参数的加固学习方法有效地自动设计Autornn。 AutoCaption的搜索空间包括图层之间的连接和层次的操作，它可以使Autornn快递更多的架构。特别是，RNN等同于搜索空间的子集。 MSCOCO数据集上的实验表明，我们的自动驾统模型可以比传统的手工设计方法实现更好的性能。

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.

增强描述视频内容的句子的多样性是近期视频字幕研究中出现的重要问题。在本文中，我们通过模仿示例句语法来自定义视频标题的小说视角来探讨此问题。具体地，给定视频和任何语法有效的示例句子，我们介绍了一个新的语法定制视频标题（SCVC）的任务，旨在生成一个字幕，不仅开始描述视频内容，而且还句法模仿给定的示例句子。为了解决SCVC任务，我们提出了一种新的视频标题模型，其中首先设计了分层句子语法编码器来提取示例句子的语法结构，然后设计了语法调节标题解码器以生成表达视频语义的语法结构标题。由于没有可用的语法定制地面视频字幕，我们通过提出新的培训策略来解决这种挑战，该策略利用传统的成对视频标题数据和我们所收集的示例性句子来完成模型学习。在语义，句法，流畅性和多样性评估方面进行了广泛的实验，清楚地展示了我们的模型能力，以生成与丰富的多样性很好地模仿不同示例性句子的语法变化和语义 - 相干的视频标题。

图像标题是自动生成句子的任务，以最好的方式生成描述输入图像。最近用于自动生成图像标题的最成功的技术最近使用了细心的深度学习模型。设计了深入学习模型的设计方式有变化。在本调查中，我们为图像标题的细心深度学习模型提供了相关的文献述评。而不是对深度图像标题模型的所有先前工作进行全面审查，我们解释了用于深度学习模型中的图像标题任务的各种类型的注意机制。用于图像标题的最成功的深度学习模型遵循编码器解码器架构，尽管这些模型采用注意机制的方式存在差异。通过分析图像标题的不同细节深层模型的性能结果，我们的目标是在图像标题中找到深度模型中最成功的注意机制。柔软的关注，自下而上的关注和多主题是一种广泛应用于图像标题的最先进的深度学习模型的关注机构的类型。在当前时，最佳结果是从多针关注的变体实现的，以自下而上的关注。

Top-down visual attention mechanisms have been used extensively in image captioning and visual question answering (VQA) to enable deeper image understanding through fine-grained analysis and even multiple steps of reasoning. In this work, we propose a combined bottom-up and topdown attention mechanism that enables attention to be calculated at the level of objects and other salient image regions. This is the natural basis for attention to be considered. Within our approach, the bottom-up mechanism (based on Faster R-CNN) proposes image regions, each with an associated feature vector, while the top-down mechanism determines feature weightings. Applying this approach to image captioning, our results on the MSCOCO test server establish a new state-of-the-art for the task, achieving CIDEr / SPICE / BLEU-4 scores of 117.9, 21.5 and 36.9, respectively. Demonstrating the broad applicability of the method, applying the same approach to VQA we obtain first place in the 2017 VQA Challenge.

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.

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。

在序列到序列学习中，例如，自然语言生成，解码器依赖于注意机制，以有效地从编码器中提取信息。虽然常见的做法是从最后一个编码器层绘制信息，但最近的工作已经提出用于使用来自不同编码器层的表示，以进行多样化的信息。尽管如此，解码器仍然仅获得源序列的单个视图，这可能导致由于层级绕过问题而导致编码器层堆栈的训练不足。在这项工作中，我们提出了层次的多视图解码，其中对于每个解码器层以及来自最后一个编码器层的表示，它作为全局视图，来自其他编码器层的那些是用于立体视图的源序列。系统实验和分析表明，我们成功地解决了层次结构绕过问题，需要几乎可忽略的参数增加，并大大提高了五种不同任务的深度表示的序列到序列学习的性能，即机器翻译，抽象总结，图像标题，视频字幕和医疗报告生成。特别是，我们的方法在八个基准数据集中实现了新的最先进的结果，包括低资源机器转换数据集和两个低资源医疗报告生成数据集。

图像段落字幕旨在描述具有一系列连贯句子的给定图像。大多数现有方法通过主题过渡对一致性建模，该主题过渡将主题向量从先前的句子中移动。但是，这些方法仍然遭受生成段落的立即或延迟重复，因为（i）语法和语义的纠缠使主题向量分散了参与相关视觉区域的注意力； （ii）学习长期过渡几乎没有限制或奖励。在本文中，我们提出了一个旁路网络，该网络分别模拟了前面句子的语义和语言语法。具体而言，提出的模型由两个主要模块组成，即主题过渡模块和句子生成模块。前者将先前的语义向量作为查询，并将注意机制应用于区域特征以获取下一个主题矢量，从而通过消除语言学来减少立即重复。后者将主题向量和先前的语法状态解码以产生以下句子。为了进一步减少生成段落中的延迟重复，我们为加强培训设计了基于替代的奖励。广泛使用的基准测试的全面实验证明了所提出的模型优于最终的技术，同时保持了高精度。