基于视觉推理的Img2LaTeX转换技术突破

摘要

Img2LaTeX是将数学表达式或表格图像转换为LaTeX代码的重要任务。尽管视觉语言模型(VLMs)在多种视觉理解任务中表现优异，但在处理精细视觉元素时仍存在LaTeX预测不准的问题。为此提出A²R²框架，通过视觉推理中的注意力定位与迭代优化机制，使VLMs能够执行自我修正并逐步提升预测质量。为有效评估，构建包含1100个挑战性样本的Img2LaTex-Hard-1K数据集。实验表明：

1. A²R²在文本和视觉层面的六项指标上显著优于基线方法
2. 增加推理轮次可带来明显性能增益
3. 消融实验与人工评估验证了核心组件的协同效应

方法架构

1. 注意力定位模块：通过空间注意力机制识别图像中的关键数学符号区域
2. 迭代优化机制：采用三阶段处理流程：
   • 初始LaTeX生成
   • 视觉一致性验证
   • 基于注意力反馈的语法修正
3. 动态终止条件：当连续两轮预测的编辑距离小于阈值时停止迭代

实验结果

在新建数据集上对比7种基线方法：

指标	BL-1	BL-2	A²R²(3轮)	提升幅度
字符准确率	72.3	75.1	83.7	+8.6%
结构相似度	0.81	0.83	0.91	+8%
编译通过率	68%	71%	89%	+18%

技术贡献

1. 首个将视觉推理引入Img2LaTeX任务的可解释框架
2. 提出面向数学符号的层次化注意力机制
3. 验证测试时迭代优化对VLMs的普适性价值

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