VQA是一项雄心勃勃的任务，旨在回答任何与图像有关的问题。但是，实际上，由于用户的需求不断更新，并且该系统必须实施新功能，因此很难为所有人构建这样的系统。因此，持续学习（CL）能力是开发高级VQA系统的必要条件。最近，先锋工作将一个VQA数据集分为不相交的答案集以研究此主题。但是，VQA上的CL不仅涉及标签集的扩展（新答案集）。在将VQA系统部署到新环境（新的视觉场景）以及如何回答需要新功能的问题（新问题类型）时，研究如何回答问题至关重要。因此，我们提出了Clove，这是一个在视觉问题答案上连续学习的基准，其中包含上述两个CL方案的场景和功能收入设置。在方法论方面，VQA和分类的CL之间的主要区别在于，前者还涉及扩大和防止忘记推理机制，而后者则集中在班级表示上。因此，我们提出了一种为CL上量身定制的基于无数据的基于Real-DATA的基于VQA上的方法，称为场景图作为符号重播的提示。它使用一段场景图作为提示，它可以重播伪场景图，以表示过去的图像以及相关的QA对。还提出了一个统一的VQA模型来利用当前和重播数据来增强其质量检查能力。最后，实验结果揭示了丁香的挑战，并证明了我们方法的有效性。数据集和代码将在https://github.com/showlab/clvqa上找到。

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.

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

文本VQA旨在回答需要了解图像中文本提示的问题。尽管现有的文本VQA方法取得了长足的进步，但它们的性能仍遭受了人类标记的问题解答（QA）对不足。但是，我们观察到，通常在现有数据集中没有完全利用场景文本 - 每个图像中只有一小部分文本参与了带注释的QA活动。这导致大量有用的信息浪费。为了解决这种缺陷，我们开发了一种新方法来通过明确利用每个图像的场景上下文中可用的现有文本来生成高质量和多样化的质量质量对。具体而言，我们建议，TAG是一种文本感知的视觉问题 - 答案生成的结构，该结构学会使用多模式变压器来生成有意义且准确的QA样品。该体系结构通过将生成的QA对与初始培训数据相结合，从而利用了未充满激光的场景文本信息，并增强了文本VQA模型的场景理解。对两个众所周知的Text-VQA基准（TextVQA和ST-VQA）的广泛实验结果表明，我们提议的标签有效地扩大了训练数据，有助于提高文本VQA性能而无需额外的标签努力。此外，我们的模型优于预先通过大规模数据进行训练的最先进方法。代码将公开可用。

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。

持续学习背后的主流范例一直在使模型参数调整到非静止数据分布，灾难性遗忘是中央挑战。典型方法在测试时间依赖排练缓冲区或已知的任务标识，以检索学到的知识和地址遗忘，而这项工作呈现了一个新的范例，用于持续学习，旨在训练更加简洁的内存系统而不在测试时间访问任务标识。我们的方法学会动态提示（L2P）预先训练的模型，以在不同的任务转换下顺序地学习任务。在我们提出的框架中，提示是小型可学习参数，这些参数在内存空间中保持。目标是优化提示，以指示模型预测并明确地管理任务不变和任务特定知识，同时保持模型可塑性。我们在流行的图像分类基准下进行全面的实验，具有不同挑战的持续学习环境，其中L2P始终如一地优于现有最先进的方法。令人惊讶的是，即使没有排练缓冲区，L2P即使没有排练缓冲，L2P也能实现竞争力的结果，并直接适用于具有挑战性的任务不可行的持续学习。源代码在https://github.com/google-Research/l2p中获得。

持续学习旨在使单个模型能够学习一系列任务，而不会造成灾难性的遗忘。表现最好的方法通常需要排练缓冲区来存储过去的原始示例以进行经验重播，但是，由于隐私和内存约束，这会限制其实际价值。在这项工作中，我们提出了一个简单而有效的框架，即DualPrompt，该框架学习了一组称为提示的参数，以正确指示预先训练的模型，以依次学习到达的任务，而不会缓冲过去的示例。 DualPrompt提出了一种新颖的方法，可以将互补提示附加到预训练的主链上，然后将目标提出为学习任务不变和特定于任务的“指令”。通过广泛的实验验证，双启示始终在具有挑战性的课堂开发环境下始终设置最先进的表现。尤其是，双启示的表现优于最近的高级持续学习方法，其缓冲尺寸相对较大。我们还引入了一个更具挑战性的基准Split Imagenet-R，以帮助概括无连续的持续学习研究。源代码可在https://github.com/google-research/l2p上找到。

视觉问题回答（VQA）近年来见证了巨大进展。但是，大多数努力只关注2D图像问题应答任务。在本文中，我们介绍了将VQA扩展到3D域的第一次尝试，这可以促进人工智能对3D现实世界情景的看法。与基于图像的VQA不同，3D问题应答（3DQA）将颜色点云作为输入，需要外观和3D几何理解能力来回答3D相关问题。为此，我们提出了一种基于新颖的基于变换器的3DQA框架\ TextBF {“3DQA-TR”}，其包括两个编码器，分别用于利用外观和几何信息。外观，几何和的多模码信息语言问题最终可以通过3D语言伯特互相参加，以预测目标答案。要验证我们提出的3DQA框架的有效性，我们还开发了第一个建立的3DQA DataSet \ TextBF {“scanqa”} SCANNet DataSet并包含$ \ SIM $ 6K问题，$ \ SIM $ 30k答案，可满足806美元的场景。在此数据集上的广泛实验展示了我们提出的3DQA框架在现有的VQA框架上的明显优势，以及我们主要设计的有效性。我们的代码和数据集将公开可用于促进此方向的研究。

Modern machine learning pipelines are limited due to data availability, storage quotas, privacy regulations, and expensive annotation processes. These constraints make it difficult or impossible to maintain a large-scale model trained on growing annotation sets. Continual learning directly approaches this problem, with the ultimate goal of devising methods where a neural network effectively learns relevant patterns for new (unseen) classes without significantly altering its performance on previously learned ones. In this paper, we address the problem of continual learning for video data. We introduce PIVOT, a novel method that leverages the extensive knowledge in pre-trained models from the image domain, thereby reducing the number of trainable parameters and the associated forgetting. Unlike previous methods, ours is the first approach that effectively uses prompting mechanisms for continual learning without any in-domain pre-training. Our experiments show that PIVOT improves state-of-the-art methods by a significant 27% on the 20-task ActivityNet setup.

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。

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。

人类的持续学习（CL）能力与稳定性与可塑性困境密切相关，描述了人类如何实现持续的学习能力和保存的学习信息。自发育以来，CL的概念始终存在于人工智能（AI）中。本文提出了对CL的全面审查。与之前的评论不同，主要关注CL中的灾难性遗忘现象，本文根据稳定性与可塑性机制的宏观视角来调查CL。类似于生物对应物，“智能”AI代理商应该是I）记住以前学到的信息（信息回流）; ii）不断推断新信息（信息浏览:); iii）转移有用的信息（信息转移），以实现高级CL。根据分类学，评估度量，算法，应用以及一些打开问题。我们的主要贡献涉及I）从人工综合情报层面重新检查CL; ii）在CL主题提供详细和广泛的概述; iii）提出一些关于CL潜在发展的新颖思路。

基于文本的视觉问题回答〜（TextVQA）旨在为具有多个场景文本的图像问题提供正确的答案。在大多数情况下，文本自然附着在物体表面上。因此，文本和对象之间的空间推理在文本VQA中至关重要。但是，现有方法在从输入图像中学到的2D空间信息中受到限制，并依靠基于变压器的体系结构在融合过程中隐含地推理。在此设置下，这些2D空间推理方法无法区分同一图像平面上的视觉对象和场景文本之间的细颗粒空间关系，从而损害了TextVQA模型的可解释性和性能。在本文中，我们将3D几何信息引入了类似人类的空间推理过程，以逐步捕获关键对象的上下文知识。 ％我们通过引入3D几何信息来捕获关键对象的上下文知识来制定类似人类的空间推理过程。为了增强模型对3D空间关系的理解，特别是（i）〜我们提出了一个关系预测模块，以准确定位关键对象的关注区域； （ii）〜我们设计了一个深度感知的注意校准模块，以根据关键对象校准OCR令牌的注意力。广泛的实验表明，我们的方法在TextVQA和ST-VQA数据集上实现了最先进的性能。更令人鼓舞的是，我们的模型在涉及TextVQA和ST-VQA有效拆分中的空间推理的问题上以5.7 \％和12.1 \％的明显边缘超过了他人。此外，我们还验证了模型对基于文本的图像字幕任务的普遍性。

We propose the task of free-form and open-ended Visual Question Answering (VQA). Given an image and a natural language question about the image, the task is to provide an accurate natural language answer. Mirroring real-world scenarios, such as helping the visually impaired, both the questions and answers are open-ended. Visual questions selectively target different areas of an image, including background details and underlying context. As a result, a system that succeeds at VQA typically needs a more detailed understanding of the image and complex reasoning than a system producing generic image captions. Moreover, VQA is amenable to automatic evaluation, since many open-ended answers contain only a few words or a closed set of answers that can be provided in a multiple-choice format. We provide a dataset containing ∼0.25M images, ∼0.76M questions, and ∼10M answers (www.visualqa.org), and discuss the information it provides. Numerous baselines and methods for VQA are provided and compared with human performance. Our VQA demo is available on CloudCV (http://cloudcv.org/vqa).

We introduce GQA, a new dataset for real-world visual reasoning and compositional question answering, seeking to address key shortcomings of previous VQA datasets. We have developed a strong and robust question engine that leverages Visual Genome scene graph structures to create 22M diverse reasoning questions, which all come with functional programs that represent their semantics. We use the programs to gain tight control over the answer distribution and present a new tunable smoothing technique to mitigate question biases. Accompanying the dataset is a suite of new metrics that evaluate essential qualities such as consistency, grounding and plausibility. A careful analysis is performed for baselines as well as state-of-the-art models, providing fine-grained results for different question types and topologies. Whereas a blind LSTM obtains a mere 42.1%, and strong VQA models achieve 54.1%, human performance tops at 89.3%, offering ample opportunity for new research to explore. We hope GQA will provide an enabling resource for the next generation of models with enhanced robustness, improved consistency, and deeper semantic understanding of vision and language.

Video Question Answering methods focus on commonsense reasoning and visual cognition of objects or persons and their interactions over time. Current VideoQA approaches ignore the textual information present in the video. Instead, we argue that textual information is complementary to the action and provides essential contextualisation cues to the reasoning process. To this end, we propose a novel VideoQA task that requires reading and understanding the text in the video. To explore this direction, we focus on news videos and require QA systems to comprehend and answer questions about the topics presented by combining visual and textual cues in the video. We introduce the ``NewsVideoQA'' dataset that comprises more than $8,600$ QA pairs on $3,000+$ news videos obtained from diverse news channels from around the world. We demonstrate the limitations of current Scene Text VQA and VideoQA methods and propose ways to incorporate scene text information into VideoQA methods.

Continual Learning (CL) is a field dedicated to devise algorithms able to achieve lifelong learning. Overcoming the knowledge disruption of previously acquired concepts, a drawback affecting deep learning models and that goes by the name of catastrophic forgetting, is a hard challenge. Currently, deep learning methods can attain impressive results when the data modeled does not undergo a considerable distributional shift in subsequent learning sessions, but whenever we expose such systems to this incremental setting, performance drop very quickly. Overcoming this limitation is fundamental as it would allow us to build truly intelligent systems showing stability and plasticity. Secondly, it would allow us to overcome the onerous limitation of retraining these architectures from scratch with the new updated data. In this thesis, we tackle the problem from multiple directions. In a first study, we show that in rehearsal-based techniques (systems that use memory buffer), the quantity of data stored in the rehearsal buffer is a more important factor over the quality of the data. Secondly, we propose one of the early works of incremental learning on ViTs architectures, comparing functional, weight and attention regularization approaches and propose effective novel a novel asymmetric loss. At the end we conclude with a study on pretraining and how it affects the performance in Continual Learning, raising some questions about the effective progression of the field. We then conclude with some future directions and closing remarks.

在回答问题时，人类会利用跨不同模式可用的信息来综合一致，完整的思想链（COT）。在深度学习模型（例如大规模语言模型）的情况下，这个过程通常是黑匣子。最近，科学问题基准已用于诊断AI系统的多跳推理能力和解释性。但是，现有数据集无法为答案提供注释，或仅限于仅文本模式，小尺度和有限的域多样性。为此，我们介绍了科学问题答案（SQA），这是一个新的基准，由〜21k的多模式多种选择问题组成，其中包含各种科学主题和答案的注释，并提供相应的讲座和解释。我们进一步设计语言模型，以学习将讲座和解释作为思想链（COT），以模仿回答SQA问题时的多跳上推理过程。 SQA在语言模型中展示了COT的实用性，因为COT将问题的答案绩效提高了1.20％的GPT-3和3.99％的unifiedqa。我们还探索了模型的上限，以通过喂食输入中的那些来利用解释；我们观察到它将GPT-3的少量性能提高了18.96％。我们的分析进一步表明，与人类类似的语言模型受益于解释，从较少的数据中学习并仅使用40％的数据实现相同的性能。

目前的视觉问题应答（VQA）任务主要考虑回答自然图像的人为注释问题。然而，除了自然图像之外，在视觉理解和推理研究中仍然可以解读具有语义丰富性的抽象图。在这项工作中，我们介绍了ICON问题的新挑战（ICONQA），其目标是在图标图像上下文中回答问题。我们发布了ICONQA，这是一个由107,439个问题和三个子任务组成的大型数据集：多图像选择，多文本选择和填充空白。 ICONQA数据集是由真实世界图中的启发，突出了抽象图理解和综合认知推理的重要性。因此，ICONQA不仅需要对象识别和文本理解等感知技能，而且还需要多种认知推理技能，例如几何推理，致辞推理和算术推理。为了促进潜在的iconqa模型来学习图标图像的语义表示，我们进一步发布了一个图标数据集图标645，其中包含377级上的645,687个彩色图标。我们进行广泛的用户研究和盲目实验，并重现各种先进的VQA方法来基准iconQA任务。此外，我们开发了一个强大的ICONQA基线Patch-TRM，它应用金字塔跨模型变压器，其中包含在图标数据集上预先培训的输入图嵌入式。 iconqa和图标645可在https://iconqa.github.io提供。

图表是一种流行且有效的数据可视化形式。图表问题应答（CQA）是用于评估图表理解的任务，从根本上与理解自然图像不同。 CQA需要分析图表的文本和视觉组件之间的关系，以便回答一般问题或推断数值。大多数现有的CQA数据集和IT模型都基于简化通常能够超越人类性能的假设。在这项工作中，我们进一步探讨了这一结果背后的原因，并提出了一个共同学习分类和回归的新模式。我们的语言视觉与共同关注变压器设置捕获问题与文本元素之间的复杂相互作用，该元素通常存在于现实世界图表中。我们通过广泛的实验和故障验证了这些结论，并在现实的PlotQA数据集中进行了故障，优于较大的边距，同时表现出竞争性能。我们的模型的边缘尤其强调了与词汇外答案的问题，其中许多需要回归。我们希望这项工作能够进一步促进解决挑战性和高实际实际任务的进一步研究图表理解。