【PromptCC】遥感图像变化字幕的解耦范式

摘要

动机

  • 图1 (a)所示方法对两种图像对进行耦合处理,用一个编码器来同时突出变化图像的变化特征和捕获变化图像的无变化语义很困难,且目前的方法更关注变化区域的特征提取,不适合描述不变的图像对。
  • 图1 (b)所示方法参考人脑在变化描述时的思维模式,视觉上确定是否存在变化后,根据粗略的分类结果,大脑进一步识别图像对的内容。受此启发,本文提出一个解耦范式,将RSICC任务解耦为两个问题:是否发生了变化、发生了什么变化。

方法

PromptCC结构如下:

  • 预训练后的CLIP模型的Vision Transformer从双时间图像中提取视觉特征;
  • 用图像级分类器和特征级编码器(均使用Transformer编码器)进一步处理提取的视觉特征,实现任务的解耦,前者执行二值分类,确定双时态图像中是否存在变化,后者有助于提取鉴别特征,确定发生了什么变化。
    • Image-level Classifier:二值分类任务,区分是否变化
    • Feature-level Encoder:解决区分发生了什么变化
  • 对于描述生成,引入Prompt Learning使用LLM作为描述生成器。具体地说,多提示学习策略生成多个可学习的提示,由一组统一的提示和一个特定类提示组成,这依赖分类器结果。最后,将生成的多个提示和提取的视觉特征连接起来,并发送到冻结的预先训练的LLM中进行标题生成。
    • Multi-prompt Learning Strategy

      • 结合RSICC任务的解耦情况,提出多提示学习策略生成多个可学习的提示,由一组统一的提示和一个特定于类的提示组成,前者可看作全局任务依赖提示(其中K为可学习嵌入的数量),训练阶段结束后,在推理过程中对每个样本使用学习到的提示。后者依赖图像级分类器的结果,可以使LLM知道图像中是否存在变化,通过两个可学习的提示嵌入生成:表示没有变化,表示变化。其中,是文本嵌入的维度,本文用两种方式将它们结合起来去生成特定于类的提示:

        1. Soft class-specific prompt:通过加权和图像级分类器的预测概率生成:
        1. Hard class-specific prompt:根据图像级分类器的分类结果,选择中的一个生成:,
      • 最后,生成的多提示可以表述为:

    • Pre-trained Large Language Model

      • 预训练后的LLM具有强大的特征表示能力,受GPT家族(如GPT-2、GPT-3和ChatGP)在语言生成任务上的巨大成功的启发,本文使用GPT-2作为标题生成器

      • GPT-2是一种基于trasformer的自回归LLM算法,是在一个大规模的互联网文本数据集上进行训练的,训练的目标是预测下一个单词。可以利用它强大的文本生成能力来生成标题。

      • 将特征级编码器的上下文丰富表示和多提示输入冻结的GPT-2,以自回归的方式生成句子。详细过程见算法1。

实验

Comparison to State-of-the-Art

Ablation Studies

Qualitative Results and Analysis

Advantage of the decoupling paradigm

Parametric Experiments and Analysis

相关推荐
sp_fyf_20241 小时前
【大语言模型】ACL2024论文-35 WAV2GLOSS:从语音生成插值注解文本
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·语言模型·自然语言处理·数据挖掘
AITIME论道1 小时前
论文解读 | EMNLP2024 一种用于大语言模型版本更新的学习率路径切换训练范式
人工智能·深度学习·学习·机器学习·语言模型
明明真系叻2 小时前
第二十六周机器学习笔记:PINN求正反解求PDE文献阅读——正问题
人工智能·笔记·深度学习·机器学习·1024程序员节
XianxinMao3 小时前
Transformer 架构对比:Dense、MoE 与 Hybrid-MoE 的优劣分析
深度学习·架构·transformer
88号技师4 小时前
2024年12月一区SCI-加权平均优化算法Weighted average algorithm-附Matlab免费代码
人工智能·算法·matlab·优化算法
IT猿手4 小时前
多目标应用(一):多目标麋鹿优化算法(MOEHO)求解10个工程应用,提供完整MATLAB代码
开发语言·人工智能·算法·机器学习·matlab
88号技师4 小时前
几款性能优秀的差分进化算法DE(SaDE、JADE,SHADE,LSHADE、LSHADE_SPACMA、LSHADE_EpSin)-附Matlab免费代码
开发语言·人工智能·算法·matlab·优化算法
HyperAI超神经4 小时前
未来具身智能的触觉革命!TactEdge传感器让机器人具备精细触觉感知,实现织物缺陷检测、灵巧操作控制
人工智能·深度学习·机器人·触觉传感器·中国地质大学·机器人智能感知·具身触觉
一勺汤5 小时前
YOLO11改进-注意力-引入多尺度卷积注意力模块MSCAM
yolo·目标检测·计算机视觉·改进·魔改·yolov11·yolov11改进
我要学编程(ಥ_ಥ)5 小时前
一文详解“二叉树中的深搜“在算法中的应用
java·数据结构·算法·leetcode·深度优先