本文着重于增强图像捕获生成系统生成的字幕。我们建议通过选择与图像的最紧密相关的输出，而不是模型产生的最可能的输出来改善字幕生成系统的方法。我们的模型从视觉上下文的角度修改了语言生成的输出光束搜索。我们采用单词和句子级别的视觉语义度量，将适当的标题与图像中的相关信息匹配。建议的方法可以作为基于后处理的方法应用于任何字幕系统。

在这项工作中，我们专注于改善图像捕获生成系统生成的字幕。我们提出了一种新型的重新排列方法，该方法利用视觉声音措施来确定最大程度地捕获图像中视觉信息的理想标题。我们的重新级别使用了信念修订框架（Blok等，2003），通过明确利用所描绘的标题和视觉上下文之间的语义相关性来校准顶级字幕的原始可能性。我们的实验证明了我们方法的实用性，我们观察到我们的重新级别可以增强典型的图像捕获系统的性能，而无需进行任何额外的培训或微调。

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。

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。

视觉标题的开放性质使其成为评估的具有挑战性的区域。大多数拟议模型依赖于专业培训来改善人类关联，导致采用有限，普遍性和索引。我们介绍了“典型性”，一种新的评价制定，根植于信息理论，这是唯一适合缺乏明确的实践的问题。典型程度是我们开发新颖语义比较，SPARC的框架，以及引用的流畅评估度量。在我们的分析过程中，流利的两个单独的流利程度自然出现：风格，由公制刺激和语法捕获，以语法异常罚款的形式捕获。通过对基准数据集进行广泛的实验和消融研究，我们展示了这些语义和流畅程度的这些分解维度如何为标题差异提供更大的系统级洞察。与其他基于规则的评估指标相比，我们拟议的指标与他们的组合，SMURF，达到了人为判断的最先进的相关性。

图像美学质量评估在过去十年中很受欢迎。除数值评估外，还提出了自然语言评估（美学字幕）来描述图像的一般美学印象。在本文中，我们提出了美学属性评估，即审美属性字幕，即评估诸如组成，照明使用和颜色布置之类的美学属性。标记美学属性的注释是一项非平凡的任务，该评论限制了相应数据集的规模。我们以半自动方式构建了一个名为DPC-CAPTIONSV2的新型数据集。知识从带有完整注释的小型数据集转移到摄影网站的大规模专业评论。 DPC-CAPTIONSV2的图像包含最多4个美学属性的注释：组成，照明，颜色和主题。然后，我们根据BUTD模型和VLPSA模型提出了一种新版本的美学多属性网络（AMANV2）。 AMANV2融合了带有完整注释的小规模PCCD数据集和带有完整注释的大规模DPCCAPTIONSV2数据集的混合物的功能。 DPCCAPTIONSV2的实验结果表明，我们的方法可以预测对4种美学属性的评论，这些评论比上一个Aman模型所产生的方法更接近美学主题。通过图像字幕的评估标准，专门设计的AMANV2模型对CNN-LSTM模型和AMAN模型更好。

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。

随着网络和在线百科全书的可访问性的增加，要管理的数据量正在不断增加。例如，在Wikipedia中，有数百万页用多种语言编写。这些页面包含通常缺乏文本上下文的图像，在概念上保持浮动，因此很难找到和管理。在这项工作中，我们介绍了我们设计的系统，用于参加Kaggle上的Wikipedia图像捕捉匹配挑战，其目的是使用与图像（URL和视觉数据）相关的数据来在大量可用图像中找到正确的标题。能够执行此任务的系统将改善大型在线百科全书上多媒体内容的可访问性和完整性。具体而言，我们提出了一个由最近的变压器模型提供支持的两个模型的级联，能够有效地推断出查询图像数据和字幕之间的相关得分。我们通过广泛的实验来验证，提出的两模型方法是处理大量图像和标题的有效方法，同时保持了推理时的整体计算复杂性。我们的方法取得了显着的结果，在Kaggle Challenge的私人排行榜上获得了0.53的归一化折扣累积增益（NDCG）值。

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。

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.

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}}。

This paper presents a unified Vision-Language Pre-training (VLP) model. The model is unified in that (1) it can be finetuned for either vision-language generation (e.g., image captioning) or understanding (e.g., visual question answering) tasks, and (2) it uses a shared multi-layer transformer network for both encoding and decoding, which differs from many existing methods where the encoder and decoder are implemented using separate models. The unified VLP model is pre-trained on a large amount of image-text pairs using the unsupervised learning objectives of two tasks: bidirectional and sequence-to-sequence (seq2seq) masked vision-language prediction. The two tasks differ solely in what context the prediction conditions on. This is controlled by utilizing specific self-attention masks for the shared transformer network. To the best of our knowledge, VLP is the first reported model that achieves state-of-the-art results on both vision-language generation and understanding tasks, as disparate as image captioning and visual question answering, across three challenging benchmark datasets: COCO Captions, Flickr30k Captions, and VQA 2.0. The code and the pre-trained models are available at https://github.com/LuoweiZhou/VLP.

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。

A major goal of multimodal research is to improve machine understanding of images and text. Tasks include image captioning, text-to-image generation, and vision-language representation learning. So far, research has focused on the relationships between images and text. For example, captioning models attempt to understand the semantics of images which are then transformed into text. An important question is: which annotation reflects best a deep understanding of image content? Similarly, given a text, what is the best image that can present the semantics of the text? In this work, we argue that the best text or caption for a given image is the text which would generate the image which is the most similar to that image. Likewise, the best image for a given text is the image that results in the caption which is best aligned with the original text. To this end, we propose a unified framework that includes both a text-to-image generative model and an image-to-text generative model. Extensive experiments validate our approach.

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。

语言基础与视觉是一个积极的研究领域，旨在通过利用视觉感知知识来丰富基于文本的单词含义的表示。尽管进行了多次接地尝试，但仍不清楚如何以一种保持文本和视觉知识的适当平衡的方式将视觉知识注入语言嵌入一词。一些普遍的问题是以下内容。视觉基础对抽象单词有益吗？还是仅限于具体单词的贡献？弥合文本和视觉之间差距的最佳方法是什么？通过视觉接地的文本嵌入，我们可以获得多少收益？本研究通过提出一种简单但非常有效的基础方法来解决这些问题，以预先训练的单词嵌入。我们的模型将文本嵌入与视觉保持一致，同时在很大程度上保留了在文本语料库中使用单词使用的分布统计数据。通过应用学习的对齐方式，我们能够生成视觉接地的嵌入，用于看不见的单词，包括抽象单词。一系列对单词相似性基准的评估表明，视觉接地不仅对具体单词有益，而且对抽象单词也有益。我们还表明，我们的视觉接地方法为上下文化的嵌入提供了优势，但只有在对相对尺寸相对较小的语料库进行培训时，我们才能提供优势。可以在https://github.com/hazel1994/visaly_grounded_word_word_embeddings_2上获得英语的代码和接地嵌入。

零镜头的释义引起了很多关注，因为大规模的高质量释义语料库受到限制。反向翻译，也称为基于枢轴的方法，是典型的。几项作品利用不同的信息为“枢轴”，例如语言，语义表示等。在本文中，我们使用视觉信息（例如反向翻译的“枢轴”）进行探索。与管道背面翻译方法不同，我们仅基于配对的图像捕获数据提出了视觉信息引导的零摄像机释义（VIPG）。它共同训练图像字幕模型和释义模型，并利用图像字幕模型来指导释义模型的训练。自动评估和人类评估都表明，我们的模型可以以良好的相关性，流利性和多样性生成释义，而图像是零摄影术产生的一种有希望的枢轴。

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。

人类利用先验知识来描述图像，并能够使其解释适应特定的上下文信息，即使在上下文信息和图像不匹配时，也可以在发明合理的解释的范围内。在这项工作中，我们提出了通过整合上下文知识来字幕Wikipedia图像的新颖任务。具体而言，我们制作的模型共同推理了Wikipedia文章，Wikimedia图像及其相关描述以产生上下文化的标题。特别是，可以使用类似的Wikimedia图像来说明不同的文章，并且所产生的标题需要适应特定的上下文，因此使我们能够探索模型的限制以调整标题为不同的上下文信息。该领域中的一个特殊挑战性的任务是处理量不多的单词和命名实体。为了解决这个问题，我们提出了一个预训练目标，掩盖了命名实体建模（MNEM），并表明与基线模型相比，此借口任务可以改善。此外，我们验证了Wikipedia中使用MNEM目标预先训练的模型可以很好地推广到新闻字幕数据集。此外，我们根据字幕任务的难度定义了两种不同的测试拆分。我们提供有关每种方式的作用和重要性的见解，并突出我们模型的局限性。接受时，代码，模型和数据拆分可公开可用。

Large-scale pre-training methods of learning cross-modal representations on image-text pairs are becoming popular for vision-language tasks. While existing methods simply concatenate image region features and text features as input to the model to be pre-trained and use selfattention to learn image-text semantic alignments in a brute force manner, in this paper, we propose a new learning method Oscar 1 , which uses object tags detected in images as anchor points to significantly ease the learning of alignments. Our method is motivated by the observation that the salient objects in an image can be accurately detected, and are often mentioned in the paired text. We pre-train an Oscar model on the public corpus of 6.5 million text-image pairs, and fine-tune it on downstream tasks, creating new state-of-the-arts on six well-established vision-language understanding and generation tasks. 2