NLP论文速读|基于主动检索的渐进多模态推理

论文速读 |Progressive Multimodal Reasoning via Active Retrieval

论文信息:

简介:

本文探讨了多步多模态推理任务对于多模态大型语言模型(MLLMs)的挑战,特别是在提升这些模型在复杂推理场景中的表现方面。MLLMs在处理涉及数学推理和视觉问答等任务时,需要进行多步骤推理,每一步都可能产生多个分支和候选推理路径。有效地识别包含关键问题解决步骤的正确路径,同时排除错误路径,对于模型的推理能力至关重要。然而,现有的方法在推理路径扩展和模拟过程中存在局限性,尤其是在多模态场景中,模型内部知识不足以支持推理路径扩展,因为不同模态输入之间的交互常常出现错位。

本文的动机在于现有的MLLMs在处理多模态复杂推理任务时,由于模型内部知识的不足,导致在推理路径扩展时遇到困难。此外,手动标注推理路径需要大量的人力资源,限制了其可扩展性和适用性。为了克服这些挑战,本文提出了一种结合主动检索(AR)和蒙特卡洛树搜索(MCTS)的框架,以期通过检索外部知识来增强推理路径扩展的质量,并改善MLLMs在复杂多模态推理中的能力。

论文方法:

本文提出了一个名为AR-MCTS的通用框架,该框架通过AR和MCTS逐步提高MLLMs的复杂推理能力。

具体方法包括以下几个关键组件和步骤:

**1)统一检索模块:**开发了一个统一的检索模块,从混合模态检索语料库中检索解决复杂推理问题的关键支持性见解。

**2)MCTS算法与主动检索机制:**采用MCTS算法结合主动检索机制,自动生成步骤级注释,动态检索每个推理步骤的关键见解,超越传统的束搜索采样,以提高推理空间的多样性和可靠性。

**3)过程奖励模型:**引入了一个过程奖励模型,通过逐步对齐来支持多模态推理任务的自动验证。

论文实验:

AR-MCTS在各种MLLMs和推理验证策略上显著提高了多模态推理性能。特别是,与自我修正策略相比,AR-MCTS在MATHVISTA和WE-MATH基准测试上显示出更明显的优势。

自我修正策略在两个推理基准测试中表现不佳,尤其是在参数较少的开源MLLMs上,性能下降更为显著。

在WE-MATH基准测试中,AR-MCTS结合PRM在S3指标上显示出比ORM更大的性能提升,这表明PRM在多步推理任务中能更好地对齐。

与较强的模型相比,较弱的MLLMs(如Qwen2-VL-7B)在使用AR-MCTS后显示出显著的性能提升,这表明AR-MCTS能够更有效地释放较弱MLLMs的推理潜力。

论文链接:https://arxiv.org/pdf/2412.14835
相关推荐
赋创小助手5 分钟前
超微2U高密度服务器AS-2126HS-TN评测(双AMD EPYC 9005 Turin)
运维·服务器·人工智能·深度学习·神经网络·自然语言处理·架构
AI营销资讯站9 分钟前
AI Marketing Expert赢在2026决胜AI营销的iPhone时刻原圈科技 · 私域AI营销专家
大数据·人工智能
幻云201013 分钟前
Python机器学习:筑基与实践
前端·人工智能·python
ZCXZ12385296a14 分钟前
【深度学习实战】基于YOLO11-ConvNeXtV2的软垫物体检测与分类详解
人工智能·深度学习·分类
wfeqhfxz258878216 分钟前
花椒种植环境中的异物检测与分类:基于QueryInst模型的10类杂质识别
人工智能·分类·数据挖掘
人工智能AI技术22 分钟前
【Agent从入门到实践】18 脚本化编程:批量执行、自动化逻辑
人工智能·python
向量引擎28 分钟前
[硬核架构] 2026 企业级 AI 网关落地指南:从“连接超时”到“秒级响应”的架构演进(附 Python/Java 源码)
人工智能·python·gpt·ai作画·架构·aigc·api调用
Aloudata32 分钟前
数据语义层 vs 宽表模式:哪种架构更适合 AI 时代的数据分析?
人工智能·架构·数据挖掘·数据分析·数据治理
前进的李工33 分钟前
深度解析:词向量与自注意力机制
深度学习·神经网络·cnn·位置编码·自注意力
OLOLOadsd12336 分钟前
基于改进YOLOv13的长曲棍球角色识别与装备检测系统
人工智能·yolo·目标跟踪