随着丰富的视觉表示和预训练的语言模型的出现，随着时间的推移，视频字幕持续不断改进。尽管性能有所提高，但视频字幕模型还是容易发生幻觉的。幻觉是指与原始材料分离的高度病理描述的产生。在视频字幕中，有两种幻觉：物体和动作幻觉。我们没有努力学习视频的更好代表，而是在这项工作中研究了幻觉问题的基本来源。我们确定了三个主要因素：（i）从预训练模型中提取的视觉特征不足，（ii）多模式融合过程中源和目标环境的影响不当，以及（iii）训练策略中的暴露偏见。为了减轻这些问题，我们提出了两种强大的解决方案：（a）在提取的视觉特征的基础上引入了在多标签设置中训练的辅助头，以及（b）添加上下文门，在融合过程中动态选择特征。视频字幕的标准评估指标衡量与地面真相标题的相似性，并且不能充分捕获对象和动作相关性。为此，我们提出了一个新的指标Coaha（标题对象和动作幻觉评估），该指标评估了幻觉的程度。我们的方法可以在MSR-Video到文本（MSR-VTT）和Microsoft研究视频描述语料库（MSVD）数据集上实现最先进的性能，尤其是通过大量的苹果酒得分。

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。

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％。

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。

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。

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。

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。

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。

Video captioning aims to generate natural language sentences that describe the given video accurately. Existing methods obtain favorable generation by exploring richer visual representations in encode phase or improving the decoding ability. However, the long-tailed problem hinders these attempts at low-frequency tokens, which rarely occur but carry critical semantics, playing a vital role in the detailed generation. In this paper, we introduce a novel Refined Semantic enhancement method towards Frequency Diffusion (RSFD), a captioning model that constantly perceives the linguistic representation of the infrequent tokens. Concretely, a Frequency-Aware Diffusion (FAD) module is proposed to comprehend the semantics of low-frequency tokens to break through generation limitations. In this way, the caption is refined by promoting the absorption of tokens with insufficient occurrence. Based on FAD, we design a Divergent Semantic Supervisor (DSS) module to compensate for the information loss of high-frequency tokens brought by the diffusion process, where the semantics of low-frequency tokens is further emphasized to alleviate the long-tailed problem. Extensive experiments indicate that RSFD outperforms the state-of-the-art methods on two benchmark datasets, i.e., MSR-VTT and MSVD, demonstrate that the enhancement of low-frequency tokens semantics can obtain a competitive generation effect. Code is available at https://github.com/lzp870/RSFD.

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.

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。

计算机视觉任务可以从估计突出物区域和这些对象区域之间的相互作用中受益。识别对象区域涉及利用预借鉴模型来执行对象检测，对象分割和/或对象姿势估计。但是，由于以下原因，在实践中不可行：1）预用模型的训练数据集的对象类别可能不会涵盖一般计算机视觉任务的所有对象类别，2）佩戴型模型训练数据集之间的域间隙并且目标任务的数据集可能会影响性能，3）预磨模模型中存在的偏差和方差可能泄漏到导致无意中偏置的目标模型的目标任务中。为了克服这些缺点，我们建议利用一系列视频帧捕获一组公共对象和它们之间的相互作用的公共基本原理，因此视频帧特征之间的共分割的概念可以用自动的能力装配模型专注于突出区域，以最终的方式提高潜在的任务的性能。在这方面，我们提出了一种称为“共分割激活模块”（COSAM）的通用模块，其可以被插入任何CNN，以促进基于CNN的任何CNN的概念在一系列视频帧特征中的关注。我们在三个基于视频的任务中展示Cosam的应用即1）基于视频的人Re-ID，2）视频字幕分类，并证明COSAM能够在视频帧中捕获突出区域，从而引导对于显着的性能改进以及可解释的关注图。

密集的视频字幕旨在使用视频的时间位置生成多个相关标题。以前的方法遵循复杂的“本地化 - 然后描述”方案，这些方案严重依赖于众多手工制作的组件。在本文中，通过将密集的标题产生作为设置预测任务，我们提出了一种具有并行解码（PDVC）的端到端密集视频字幕的简单且有效的框架。实际上，通过在变压器解码器顶部堆叠新提出的事件计数器，PDVC在对视频内容的整体理解下，将视频精确地将视频分成多个事件部分，这有效地提高了预测标题的相干性和可读性。与现有技术相比，PDVC具有多种吸引力优势：（1）不依赖于启发式非最大抑制或复发事件序列选择网络以除去冗余，PDVC直接产生具有适当尺寸的事件集; （2）与采用两级方案相比，我们并行地将事件查询的增强型表达送入本地化头和标题头，使这两个子任务深入相互关联，通过优化相互促进; （3）没有贝尔和吹口哨，对ActivityNet标题和YouScook2的广泛实验表明，PDVC能够产生高质量的标题结果，当其本地化准确性与它们相提并如此时，最先进的两级方法。代码可在https://github.com/ttengwang/pdvc提供。

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％。

对于视频标题，“预培训和微调”已成为事实上的范式，其中想象成预训练（InP）通常用于帮助编码视频内容，并且从头开始进行任务导向的网络应对标题一代。将InP与最近提出的剪辑（对比语言图像预培训）进行比较，研究了INP的潜在缺陷，用于视频标题，并探索产生准确描述的关键。具体而言，我们对INP与剪辑的实证研究表明，INP使视频标题模型棘手捕获属性的语义和对无关背景信息的敏感。相比之下，剪辑在标题质量中的显着提升突出了属性感知表示学习的重要性。因此，我们被激励引入双属性预测，需要一个辅助任务，需要视频字幕模型来学习视频内容和属性之间的对应关系以及属性之间的共同发生关系。基准数据集的广泛实验表明，我们的方法能够更好地学习属性感知的表示，这对具有不同架构和解码算法的模型带来了一致的改进。

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。

Video paragraph captioning aims to generate a multi-sentence description of an untrimmed video with several temporal event locations in coherent storytelling. Following the human perception process, where the scene is effectively understood by decomposing it into visual (e.g. human, animal) and non-visual components (e.g. action, relations) under the mutual influence of vision and language, we first propose a visual-linguistic (VL) feature. In the proposed VL feature, the scene is modeled by three modalities including (i) a global visual environment; (ii) local visual main agents; (iii) linguistic scene elements. We then introduce an autoregressive Transformer-in-Transformer (TinT) to simultaneously capture the semantic coherence of intra- and inter-event contents within a video. Finally, we present a new VL contrastive loss function to guarantee learnt embedding features are matched with the captions semantics. Comprehensive experiments and extensive ablation studies on ActivityNet Captions and YouCookII datasets show that the proposed Visual-Linguistic Transformer-in-Transform (VLTinT) outperforms prior state-of-the-art methods on accuracy and diversity.