跨模态检索之文本视频检索(Text to Clip)(2)

《Cross-Modal and Hierarchical Modeling of Video and Text》(2018 ECCV)

这篇文章主要介绍了一个叫做分层序列嵌入(Hierarchical Sequence Embedding, HSE)的通用模型,其作用是对不同模态的数据进行分层建模并利用模态间的对应关系来学习模型参数。文章以文本和视频之间的检索为例进行介绍,并在大型数据集上做了实验。

HSE是在已有的FSE(Flat Sequence Embedding)的基础上改进后的模型。FSE的模型如下:
在这里插入图片描述
FSE是一种原始的seq2seq方法,它不考虑视频或文本中的层次结构,因此称为平面序列嵌入。如下式所示。
在这里插入图片描述
然后得到相似度:
在这里插入图片描述
但是FSE的一个明显的缺陷在于其LSTM层需要大量的单元才能很好地对视频帧或者单词进行建模,因此优化和学习都会比较困难。而HSE在FSE的基础上添加了一些组件,从而可以从多个粒度来考虑视频和文本之间的对应关系,较好地利用数据中的层次结构来减

### 跨模态检索的技术实现方法 #### 一、跨模态检索概述 跨模态检索允许查询样例和候选对象属于不同模态的数据,比如图像搜索文本文本搜索视频等。这种灵活多变的检索方式能够满足用户更多的检索需求[^3]。 #### 二、计算跨模态相关度 跨模态检索技术首先计算查询和候选对象的跨模态相关度,然后根据相关度对候选对象进行排序,从而得到最终的检索结果。这一过程涉及到如何有效地衡量两个不同模态数据之间的相似性。 #### 三、特征提取与表示学习 为了有效执行上述操作,通常会利用预训练模型分别抽取文本和视觉特征,并通过特定策略将这些异构特征映射到统一语义空间内。例如,在ConaCLIP研究中提出了全连接知识交互图的方法用于提升轻量化模型在文本-图像检索任务上的表现[^2]: ```python import torch from transformers import CLIPProcessor, CLIPModel def get_features(image_path, text_query): model = CLIPModel.from_pretrained("openai/clip-vit-base-patch32") processor = CLIPProcessor.from_pretrained("openai/clip-vit-base-patch32") inputs = processor(text=[text_query], images=image_path, return_tensors="pt", padding=True) outputs = model(**inputs) image_embeds = outputs.image_embeds text_embeds = outputs.text_embeds return image_embeds, text_embeds ``` 这段代码展示了如何使用Hugging Face提供的`transformers`库加载预训练好的CLIP模型并获取给定图片路径以及文字描述对应的嵌入向量。 #### 四、处理不匹配情况下的信息融合 考虑到实际应用场景中的复杂性和不确定性因素影响,当面对可能存在的非完美配对样本时,可以考虑引入门控机制来动态调整两者的组合权重。具体来说就是设计一种自适应方案——如文中提到的MFFM(Multi-modal Feature Fusion Module),它可以通过计算所谓的“融合指数”来决定何时加强或是削弱某个方向上贡献的重要性[^4]。 ```python class MFFM(torch.nn.Module): def __init__(self): super(MFFM, self).__init__() # 定义一些必要的参数... def forward(self, img_feat, txt_feat): fusion_value = ... # 计算融合指数 gated_img_feat = torch.sigmoid(fusion_value) * img_feat gated_txt_feat = (1 - torch.sigmoid(fusion_value)) * txt_feat fused_feature = gated_img_feat + gated_txt_feat return fused_feature ``` 这里给出了一段简单的PyTorch风格伪代码片段用来说明怎样构建一个多模态特征融合模块实例;当然真实项目里还需要进一步完善细节部分的设计思路。
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