Visual question answering (VQA) has been gaining a lot of traction in the machine learning community in the recent years due to the challenges posed in understanding information coming from multiple modalities (i.e., images, language). In VQA, a series of questions are posed based on a set of images and the task at hand is to arrive at the answer. To achieve this, we take a symbolic reasoning based approach using the framework of formal logic. The image and the questions are converted into symbolic representations on which explicit reasoning is performed. We propose a formal logic framework where (i) images are converted to logical background facts with the help of scene graphs, (ii) the questions are translated to first-order predicate logic clauses using a transformer based deep learning model, and (iii) perform satisfiability checks, by using the background knowledge and the grounding of predicate clauses, to obtain the answer. Our proposed method is highly interpretable and each step in the pipeline can be easily analyzed by a human. We validate our approach on the CLEVR and the GQA dataset. We achieve near perfect accuracy of 99.6% on the CLEVR dataset comparable to the state of art models, showcasing that formal logic is a viable tool to tackle visual question answering. Our model is also data efficient, achieving 99.1% accuracy on CLEVR dataset when trained on just 10% of the training data.


翻译:视觉解答( VQA) 近些年来,由于对多种模式(即图像、语言)信息的理解存在挑战,机器学习界的视觉解答( VQA) 获得了大量牵引力。 在VQA 中,根据一组图像提出了一系列问题,而手头的任务是找到答案。 为此,我们采用基于正式逻辑框架的象征性推理方法。图像和问题被转换为象征性的表示,并据此进行明确的推理。我们提出了一个正式逻辑框架,其中(一) 图像在现场图表的帮助下转换为逻辑背景事实,(二) 问题被转换为使用基于深层学习模式的变压器的一级上游逻辑条款,以及(三) 利用背景知识和前提条款的基础来进行可识别性检查,以获得答案。我们提议的方法是高度易解析的,管道中的每一个步骤都可以轻易地由人来分析。 我们验证了我们在CLEVR和GQA数据集方面的做法。 我们在CLEVR数据模型上实现了接近99.6%的精确度,在CLEVR数据模型上,我们所训练的直观性数据模型上也可比较于我们所学的C.

0
下载
关闭预览

相关内容

视觉问答(Visual Question Answering,VQA),是一种涉及计算机视觉和自然语言处理的学习任务。这一任务的定义如下: A VQA system takes as input an image and a free-form, open-ended, natural-language question about the image and produces a natural-language answer as the output[1]。 翻译为中文:一个VQA系统以一张图片和一个关于这张图片形式自由、开放式的自然语言问题作为输入,以生成一条自然语言答案作为输出。简单来说,VQA就是给定的图片进行问答。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
专知会员服务
32+阅读 · 2021年10月9日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
元学习与图神经网络逻辑推导,55页ppt
专知会员服务
127+阅读 · 2020年4月25日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
52+阅读 · 2019年9月29日
论文小综 | Using External Knowledge on VQA
开放知识图谱
10+阅读 · 2020年10月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年9月24日
IQ-VQA: Intelligent Visual Question Answering
Arxiv
5+阅读 · 2020年7月8日
Arxiv
3+阅读 · 2018年11月29日
Arxiv
9+阅读 · 2016年10月27日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
论文小综 | Using External Knowledge on VQA
开放知识图谱
10+阅读 · 2020年10月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年9月24日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员