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JP7552000B2 - Method and apparatus for training a multimodal representation model and for cross-modal search - Google Patents
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JP7552000B2 - Method and apparatus for training a multimodal representation model and for cross-modal search - Google Patents

Method and apparatus for training a multimodal representation model and for cross-modal search Download PDF

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Description

本開示は、人工知能技術分野に関し、特に、深層学習やスマート検索技術分野に関し、具体的には、マルチモーダル表現モデルのトレーニング方法及び装置、クロスモーダル検索方法及び装置、電子機器、コンピュータ可読記憶媒体、及びコンピュータプログラム製品に関する。 The present disclosure relates to the field of artificial intelligence technology, in particular to the field of deep learning and smart search technology, and more specifically to a method and device for training a multimodal representation model, a method and device for cross-modal search, an electronic device, a computer-readable storage medium, and a computer program product.

データモーダルとは、データの存在形態、例えば、テキスト、画像、ビデオ、オーディオなどである。同じ対象又はイベントは、異なるモーダルのデータで示すことができる。換言すると、異なるモーダルのデータは同一又は類似の意味を有してもよい。 A data modal is the form in which data exists, e.g., text, image, video, audio, etc. The same object or event can be represented by data of different modalities. In other words, data of different modalities may have the same or similar meaning.

この部分で説明される方法は、必ずしも以前に想定される方法又は採用される方法ではない。特に断りのない限り、この部分に記載されているいずれの方法は、この部分に含まれるだけで従来技術であると考えられるべきではない。同様に、特に断りのない限り、この部分で言及されている課題は、従来の技術で承認されたものであると考えるべきではない。 The methods described in this section are not necessarily methods previously contemplated or adopted. Unless otherwise noted, any methods described in this section should not be considered prior art by their inclusion in this section alone. Similarly, unless otherwise noted, any problem addressed in this section should not be considered an admission of prior art.

本開示は、マルチモーダル表現モデルのトレーニング方法及び装置、クロスモーダル検索方法と装置、電子機器、コンピュータ可読記憶媒体、及びコンピュータプログラム製品を提供する。 The present disclosure provides a method and apparatus for training a multimodal representation model, a method and apparatus for cross-modal search, an electronic device, a computer-readable storage medium, and a computer program product.

本開示の一態様によれば、マルチモーダル表現モデルのトレーニング方法を提供し、前記マルチモーダル表現モデルは、第1のデータモーダルに対応する第1の表現モジュールと、第2のデータモーダルに対応する第2の表現モジュールを含み、前記方法は、サンプルタプルを取得し、前記サンプルタプルは、前記第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び前記第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含み、前記サンプルタプルに含まれる各サンプルの意味はマッチングすることと、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルをそれぞれ前記第1の表現モジュールに入力することで、前記第1のサンプルの第1の表現と前記第2のサンプルの第2の表現を取得することと、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルをそれぞれ前記第2の表現モジュールに入力することで、前記第3のサンプルの第3の表現と前記第4のサンプルの第4の表現を取得することと、前記第1の表現と前記第2の表現に基づき、前記第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を決定することと、前記第3の表現と前記第4の表現に基づき、前記第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定することと、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、前記第1のデータモーダルから前記第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、前記第2のデータモーダルから前記第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定し、前記第1のターゲット表現は前記第1の表現と前記第2の表現のうちのいずれか1つであり、前記第2のターゲット表現は前記第3の表現と前記第4の表現のうちのいずれか1つであることと、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定することと、前記全体の損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整することと、を含む。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a method for training a multimodal representation model, the multimodal representation model including a first representation module corresponding to a first data modal and a second representation module corresponding to a second data modal, the method including: acquiring a sample tuple, the sample tuple including a first sample and a second sample of the first data modal, and a third sample and a fourth sample of the second data modal, the meanings of the samples included in the sample tuple being matched; inputting the first sample and the second sample into the first representation module, respectively, to acquire a first representation of the first sample and a second representation of the second sample; inputting the third sample and the fourth sample into the second representation module, respectively, to acquire a third representation of the third sample and a fourth representation of the fourth sample; and, based on the first representation and the second representation, acquiring the first representation. determining a first single-modal loss for the data modal of the first data modal based on the third representation and the fourth representation; determining a second single-modal loss for the second data modal based on the third representation and the fourth representation; determining a first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal based on the first target representation and the second target representation, the first target representation being one of the first representation and the second representation, and the second target representation being one of the third representation and the fourth representation; determining an overall loss of the multimodal representation model based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss; and adjusting parameters of the multimodal representation model based on the overall loss.

本開示の一態様によれば、クロスモーダル検索方法を提供し、第1のデータモーダルの検索対象を取得することと、前記検索対象をマルチモーダル表現モデルに入力することで、前記検索対象に対応する第1の表現を取得することと、第2のデータモーダルの複数の候補対象のそれぞれの第2の表現を取得し、前記第2の表現は、対応する候補対象を前記マルチモーダル表現モデルに入力することにより得られたことと、前記第1の表現と各第2の表現の類似度に基づき、前記複数の候補対象から前記検索対象にマッチングするターゲット対象を決定し、前記マルチモーダル表現モデルは、上記マルチモーダル表現モデルに基づくトレーニング方法でトレーニングすることで得られたことと、を含む。 According to one aspect of the present disclosure, a cross-modal search method is provided, comprising: obtaining a search target of a first data modality; inputting the search target into a multimodal representation model to obtain a first representation corresponding to the search target; obtaining a second representation of each of a plurality of candidate targets of a second data modality, the second representations being obtained by inputting the corresponding candidate targets into the multimodal representation model; determining a target target matching the search target from the plurality of candidate targets based on a similarity between the first representation and each second representation, the multimodal representation model being obtained by training using a training method based on the multimodal representation model.

本開示の一態様によれば、マルチモーダル表現モデルのトレーニング装置を提供し、前記マルチモーダル表現モデルは、第1のデータモーダルに対応する第1の表現ユニットと、第2のデータモーダルに対応する第2の表現ユニットを含み、前記装置は、第1の取得ユニットであって、サンプルタプルを取得するように構成され、前記サンプルタプルは、前記第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び前記第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含み、前記サンプルタプルに含まれる各サンプルの意味はマッチングするものと、第1の入力ユニットであって、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルをそれぞれ前記第1の表現ユニットに入力することで、前記第1のサンプルの第1の表現と前記第2のサンプルの第2の表現を取得するように構成されるものと、第2の入力ユニットであって、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルをそれぞれ前記第2の表現ユニットに入力することで、前記第3のサンプルの第3の表現と前記第4のサンプルの第4の表現を取得するように構成されるものと、第1の損失ユニットであって、前記第1の表現と前記第2の表現に基づき、前記第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を決定するように構成されるものと、第2の損失ユニットであって、前記第3の表現と前記第4の表現に基づき、前記第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定するように構成されるものと、第3の損失ユニットであって、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、前記第1のデータモーダルから前記第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、前記第2のデータモーダルから前記第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定するように構成され、前記第1のターゲット表現は前記第1の表現と前記第2の表現のうちのいずれか1つであり、前記第2のターゲット表現は前記第3の表現と前記第4の表現のうちのいずれか1つであるものと、第4の損失ユニットであって、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定するように構成されるものと、調整ユニットであって、前記全体の損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整するように構成されるものと、を含む。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a training apparatus for a multimodal representation model, the multimodal representation model including a first representation unit corresponding to a first data modal and a second representation unit corresponding to a second data modal, the apparatus including a first acquisition unit configured to acquire a sample tuple, the sample tuple including a first sample and a second sample of the first data modal and a third sample and a fourth sample of the second data modal, the meanings of the samples included in the sample tuple matching each other; a first input unit configured to input the first sample and the second sample into the first representation unit, respectively, to acquire a first representation of the first sample and a second representation of the second sample; a second input unit configured to input the third sample and the fourth sample into the second representation unit, respectively, to acquire a third representation of the third sample and a fourth representation of the fourth sample; and a first loss unit configured to acquire a first representation of the first data modal based on the first representation and the second representation. a second loss unit configured to determine a second single-modal loss for the second data modal based on the third representation and the fourth representation; a third loss unit configured to determine a first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal based on the first target representation and the second target representation, the first target representation being one of the first representation and the second representation, and the second target representation being one of the third representation and the fourth representation; a fourth loss unit configured to determine an overall loss of the multimodal representation model based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss; and an adjustment unit configured to adjust parameters of the multimodal representation model based on the overall loss.

本開示の一態様によれば、クロスモーダル検索装置を提供し、前記装置は、第1の取得ユニットであって、第1のデータモーダルの検索対象を取得するように構成されるものと、表現ユニットであって、前記検索対象をマルチモーダル表現モデルに入力することで、前記検索対象に対応する第1の表現を取得するように構成されるものと、第2の取得ユニットであって、第2のデータモーダルの複数の候補対象のそれぞれの第2の表現を取得するように構成され、前記第2の表現は、対応する候補対象を前記マルチモーダル表現モデルに入力することにより得られたものと、決定ユニットであって、前記第1の表現と各第2の表現の類似度に基づき、前記複数の候補対象から前記検索対象にマッチングするターゲット対象を決定するように構成され、前記マルチモーダル表現モデルは、上記マルチモーダル表現モデルに基づくトレーニング装置でトレーニングすることで得られたものと、を含む。 According to one aspect of the present disclosure, a cross-modal search device is provided, the device including: a first acquisition unit configured to acquire a search target of a first data modality; a representation unit configured to input the search target into a multimodal representation model to acquire a first representation corresponding to the search target; a second acquisition unit configured to acquire a second representation of each of a plurality of candidate targets of a second data modality, the second representation being obtained by inputting the corresponding candidate target into the multimodal representation model; and a determination unit configured to determine a target target matching the search target from the plurality of candidate targets based on a similarity between the first representation and each second representation, the multimodal representation model being obtained by training with a training device based on the multimodal representation model.

本開示の一態様によれば、電子機器を提供する。該電子機器は、少なくとも1つのプロセッサと、上記少なくとも1つのプロセッサに通信接続されたメモリとを含み、該メモリには、上記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能な命令が記憶されており、該命令は、上記少なくとも1つのプロセッサによって実行されることにより、上記少なくとも1つのプロセッサに上記のいずれか1つの方法を実行させる。 According to one aspect of the present disclosure, an electronic device is provided. The electronic device includes at least one processor and a memory communicatively connected to the at least one processor, the memory storing instructions executable by the at least one processor, the instructions being executed by the at least one processor to cause the at least one processor to perform any one of the methods described above.

本開示の一態様によれば、上記のいずれか1つの方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ命令が記憶された非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提供する。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a non-transitory computer-readable storage medium having stored thereon computer instructions for causing a computer to execute any one of the above methods.

本開示の一態様によれば、プロセッサによって実行されると、上記のいずれか1つの方法を実現するコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品を提供する。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a computer program product including a computer program that, when executed by a processor, realizes any one of the above methods.

本開示の一又は複数の実施例によれば、マルチモーダル表現モデルがモーダル内とモーダル間の意味関連性を同時に学習するようにガイドすることができ、マルチモーダル表現モデルの汎化性とロバスト性を向上させ、これによって、マルチモーダル表現モデルは異なるモーダルデータの統一の意味表現を生成することができる。 According to one or more embodiments of the present disclosure, a multimodal representation model can be guided to simultaneously learn intra- and inter-modal semantic associations, improving the generalizability and robustness of the multimodal representation model, thereby enabling the multimodal representation model to generate a unified semantic representation of different modal data.

理解すべきこととして、この部分に説明される内容は、本開示の実施例の要点又は重要な特徴を識別することを意図しておらず、本開示の保護範囲を限定するためのものではない。本開示の他の特徴は、以下の明細書によって容易に理解されるであろう。 It should be understood that the contents described in this section are not intended to identify key or important features of the embodiments of the present disclosure, and are not intended to limit the scope of protection of the present disclosure. Other features of the present disclosure will be readily understood from the following specification.

図面は、実施例を例示的に示し、明細書の一部を構成し、明細書の文字による説明とともに、実施例の例示的な実施形態を説明するために用いられる。図示の実施例は例示的目的のみであり、特許請求の範囲を限定するものではない。全ての図面において、同一の符号は、類似しているが、必ずしも同じとは限らない要素を指す。
本開示のいくつかの実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法を示すフローチャートである。 本開示のいくつかの実施例によるマルチモーダル表現モデルを示す構成ブロック図である。 本開示のいくつかの実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング過程を示す概略図である。 本開示のいくつかの実施例によるクロスモーダル検索方法を示すフローチャートである。 本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルの画像やテキストに関するクロスモーダル検索効果を示す概略図である。 本開示のいくつかの実施例によるクロスモーダル推論方法を示すフローチャートである。 本開示のいくつかの実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング装置を示す構成ブロック図である。 本開示のいくつかの実施例によるクロスモーダル検索装置を示す構成ブロック図である。 本開示のいくつかの実施例によるクロスモーダル推論装置を示す構成ブロック図である。 本開示のいくつかの実施例を実現できる例示的な電子機器を示す構成ブロック図である。
The drawings illustratively illustrate the examples, constitute a part of the specification, and together with the written description serve to explain exemplary embodiments of the examples. The illustrated examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the claims. In all the drawings, the same reference numerals refer to similar, but not necessarily identical, elements.
1 is a flowchart illustrating a method for training a multi-modal representation model according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 1 is an architectural block diagram illustrating a multimodal representation model according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a training process of a multi-modal representation model according to some embodiments of the present disclosure. 1 is a flow chart illustrating a cross-modal search method according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating cross-modal search effects on images and texts of a multi-modal representation model according to an embodiment of the present disclosure. 1 is a flowchart illustrating a cross-modal reasoning method according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for training a multi-modal expression model according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 1 is a block diagram illustrating a cross-modal search device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 1 is a block diagram illustrating a cross-modal reasoning device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example electronic device in which some embodiments of the present disclosure can be implemented.

以下、図面に合わせて本開示の例示的な実施例を説明して、それに含まれる本開示の実施例における様々な詳細が理解を助けるため、それらは単なる例示的なものと考えられるべきである。従って、当業者であれば、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく、本明細書で説明された実施例に対して様々な変更及び修正を行うことができることを認識すべきである。同様に、明瞭と簡潔のために、以下の説明では公知の機能及び構造についての説明を省略している。 Below, exemplary embodiments of the present disclosure are described in conjunction with the drawings, and various details in the embodiments of the present disclosure contained therein are to be considered as merely illustrative, in order to facilitate understanding. Therefore, those skilled in the art should recognize that various changes and modifications can be made to the embodiments described herein without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Similarly, for clarity and conciseness, the following description omits descriptions of known functions and structures.

本開示では、特に明記しない限り、様々な要素を説明するための「第1」、「第2」などの用語の使用は、これらの要素の位置関係、タイミング関係、又は重要性関係を限定することを意図していない。このような用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。いくつかの例では、第一要素と第二要素は、要素の同じ例を指してもよく、場合によっては、コンテキストの説明に基づいて、異なる例を指してもよい。 In this disclosure, unless otherwise specified, the use of terms such as "first," "second," and the like to describe various elements is not intended to limit the location, timing, or importance of those elements. Such terms are used only to distinguish one element from another. In some instances, a first element and a second element may refer to the same instance of an element, or in some cases, may refer to different instances based on the contextual description.

本開示の様々な例の説明で使用される用語は、特定の例を説明することのみを目的としており、限定することを意図していない。コンテキストで別途に明確に示されていない限り、特に要素の数を限定しないなら、要素は一つであってもよいし、複数であってもよい。なお、本開示で使用される用語「及び/又は」は、リストされた項目のいずれか及び可能な全ての組み合わせをカバーする。 The terms used in the description of various examples of the present disclosure are intended only to describe particular examples and are not intended to be limiting. Unless otherwise clearly indicated by the context, an element may be one or more, unless the number of elements is specifically limited. It should be noted that the term "and/or" as used in the present disclosure covers any and all possible combinations of the listed items.

いくつかの場面において、ユーザはクロスモーダルデータ処理のニーズを有する可能性がある。例えば、ユーザはクロスモーダル検索を実行するニーズを有する可能性がある。クロスモーダル検索とは、入力データのモーダルは取得されたデータのモーダルと異なる検索場面である。例えば、画像やテキストに関するクロスモーダル検索場面において、ユーザは検索テキスト「犬」を入力し、画面に犬を含む画像を取得することが望まれている。 In some scenarios, a user may have a need for cross-modal data processing. For example, a user may have a need to perform a cross-modal search, which is a search scenario in which the modality of the input data is different from the modality of the retrieved data. For example, in a cross-modal search scenario involving images and text, a user inputs the search text "dog" and desires to retrieve images containing dogs on the screen.

関連技術において、マルチモーダル意味表現モデル(下記内容では「マルチモーダル表現モデル」と略称する)を用いてもよく、異なるモーダルのデータを同一の意味空間中の意味表現に変換して(下記内容では「表現」と略称する)、その後、当該表現に基づいてクロスモーダル検索、クロスモーダル推論(例えば、視覚推論、Visual Entailment)などのクロスモーダルデータ処理タスクを実行する。しかし、関連技術におけるマルチモーダル表現モデルの汎化性とロバスト性が低く、マルチモーダルデータの統一表現が生成しにくい。 In related technologies, a multimodal semantic representation model (abbreviated as "multimodal representation model" in the following content) may be used to convert data of different modalities into semantic representations in the same semantic space (abbreviated as "representation" in the following content), and then perform cross-modal data processing tasks such as cross-modal search and cross-modal inference (e.g., visual inference, visual entertainment) based on the representations. However, the generalizability and robustness of the multimodal representation model in related technologies is low, making it difficult to generate a unified representation of multimodal data.

上記問題に対し、本開示の実施例は、マルチモーダル表現モデルのトレーニング方法を提供し、マルチモーダル表現モデルの汎化性とロバスト性を向上させ、これによって、マルチモーダル表現モデルは、マルチモーダルデータの統一表現を生成することができる。 In response to the above problems, an embodiment of the present disclosure provides a method for training a multimodal representation model, improving the generalizability and robustness of the multimodal representation model, so that the multimodal representation model can generate a unified representation of multimodal data.

以下、図面を参照して本開示の実施例について詳細に説明する。 The following describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings.

図1は、本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法100を示すフローチャートである。方法100は、サーバで実行されてもよいし、クライアントデバイスで実行されてもよい。すなわち、方法100の各ステップの実行主体はサーバであってもよく、クライアントデバイスであってもよい。 FIG. 1 is a flowchart illustrating a method 100 for training a multimodal representation model according to an embodiment of the present disclosure. The method 100 may be executed on a server or on a client device. That is, each step of the method 100 may be executed by a server or a client device.

本開示の実施例では、マルチモーダル表現モデルは、第1のデータモーダルに対応する第1の表現モジュールと、第2のデータモーダルに対応する第2の表現モジュールを含む。 In an embodiment of the present disclosure, the multimodal representation model includes a first representation module corresponding to a first data modal and a second representation module corresponding to a second data modal.

図1に示すように、方法100は、ステップS110~ステップS180を含む。 As shown in FIG. 1, method 100 includes steps S110 to S180.

ステップS110において、サンプルタプルを取得し、サンプルタプルは、第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含み、ここで、サンプルタプルに含まれる各サンプルの意味はマッチングする。 In step S110, a sample tuple is obtained, the sample tuple including a first sample and a second sample of a first data modal and a third sample and a fourth sample of a second data modal, where the meanings of the samples included in the sample tuple match.

ステップS120において、第1のサンプルと第2のサンプルをそれぞれ第1の表現モジュールに入力することで、第1のサンプルの第1の表現と第2のサンプルの第2の表現を取得する。 In step S120, the first sample and the second sample are input to a first representation module to obtain a first representation of the first sample and a second representation of the second sample.

ステップS130において、第3のサンプルと第4のサンプルをそれぞれ第2の表現モジュールに入力することで、第3のサンプルの第3の表現と第4のサンプルの第4の表現を取得する。 In step S130, the third sample and the fourth sample are input to a second representation module to obtain a third representation of the third sample and a fourth representation of the fourth sample.

ステップS140において、第1の表現と第2の表現に基づき、第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を決定する。 In step S140, a first single-modal loss for the first data modal is determined based on the first representation and the second representation.

ステップS150において、第3の表現と第4の表現に基づき、第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定する。 In step S150, a second single-modal loss for the second data modal is determined based on the third and fourth representations.

ステップS160において、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、第1のデータモーダルから第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、第2のデータモーダルから第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定し、ここで、第1のターゲット表現は第1の表現と第2の表現のうちのいずれか1つであり、第2のターゲット表現は第3の表現と第4の表現のうちのいずれか1つである。 In step S160, a first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal are determined based on the first target representation and the second target representation, where the first target representation is one of the first representation and the second representation, and the second target representation is one of the third representation and the fourth representation.

ステップS170において、第1のシングルモーダル損失と、第2のシングルモーダル損失と、第1のクロスモーダル損失と、第2のクロスモーダル損失に基づき、マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定する。 In step S170, an overall loss of the multimodal representation model is determined based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss.

ステップS180において、全体の損失に基づき、マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整する。 In step S180, the parameters of the multimodal representation model are adjusted based on the overall loss.

本開示の実施例によれば、サンプルタプルを用いてマルチモーダル表現モデルをトレーニングし、サンプルタプルは各種データモーダルの2つのサンプルを含み、サンプルタプルにおける各サンプルの意味はマッチングする。上記サンプルタプルに基づき、トレーニング過程において、各データモーダルのシングルモーダル損失を算出するのみならず、また異なるモーダルの間のクロスモーダル損失を算出することによって、マルチモーダル表現モデルがモーダル内とモーダル間の意味関連性を同時に学習するようにガイドすることができ、モデルの汎化性とロバスト性を向上させ、これによって、モデルはマルチモーダルデータの統一表現を生成することができる。 According to an embodiment of the present disclosure, a sample tuple is used to train a multimodal representation model, where the sample tuple includes two samples of different data modalities, and the meanings of each sample in the sample tuple are matched. Based on the sample tuple, in the training process, not only the single-modal loss of each data modal is calculated, but also the cross-modal loss between different modalities is calculated, so that the multimodal representation model can be guided to simultaneously learn the intra-modal and inter-modal semantic associations, and the generalization and robustness of the model can be improved, so that the model can generate a unified representation of multimodal data.

一般的には、様々な適用場面における大量のサンプルタプルに基づき、マルチモーダル表現モデルをトレーニングすることができ、従って、トレーニングされたマルチモーダル表現モデルは複数の適用場面に適用可能であるが、特定の下流側タスクに対応しない予備トレーニングモデルである。 In general, a multimodal representation model can be trained based on a large number of sample tuples in various application scenarios, and thus the trained multimodal representation model is applicable to multiple application scenarios but is a preliminary training model that does not correspond to a specific downstream task.

データモーダルとは、データの物理的な存在形態、例えば、テキスト、画像、ビデオ、オーディオなどである。本開示の実施例のマルチモーダル表現モデルは、複数の(2種類及び2種類以上)データモーダルに関し、そのトレーニングサンプル(すなわち、サンプルタプル)は複数のデータモーダルのデータを含む。本開示の実施例では、マルチモーダルデータを含むサンプルタプルを処理することによって、複数のデータモーダルの間の意味関連性を学習し、予備トレーニングされたマルチモーダル表現モデルを生成することができる。従って、本開示の実施例のマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法はマルチモーダルデータを処理するために用いられるデータ処理方法である。 A data modal is a physical form of data existence, such as text, image, video, audio, etc. The multimodal representation model of the embodiment of the present disclosure relates to multiple (two and more than two) data modalities, and its training samples (i.e., sample tuples) include data of multiple data modalities. In the embodiment of the present disclosure, by processing the sample tuples including multimodal data, semantic associations between multiple data modalities can be learned and a pre-trained multimodal representation model can be generated. Thus, the training method of the multimodal representation model of the embodiment of the present disclosure is a data processing method used to process multimodal data.

例えば、マルチモーダル表現モデルは、画像モーダルとテキストモーダルに関する場合、そのサンプルタプルは画像データとテキストデータを含み、マルチモーダル表現モデルのトレーニング方法は画像処理方法であるのみならず、また自然言語処理方法である。マルチモーダル表現モデルは、画像モーダルとオーディオモーダルに関する場合、そのサンプルタプルは画像データとオーディオデータを含み、マルチモーダル表現モデルのトレーニング方法は画像処理方法であるのみならず、またオーディオ処理方法である。 For example, if the multimodal representation model relates to an image modal and a text modal, the sample tuples include image data and text data, and the training method of the multimodal representation model is not only an image processing method but also a natural language processing method. If the multimodal representation model relates to an image modal and an audio modal, the sample tuples include image data and audio data, and the training method of the multimodal representation model is not only an image processing method but also an audio processing method.

本開示の実施例では、マルチモーダル表現モデルは、第1のデータモーダルに対応する第1の表現モジュールと、第2のデータモーダルに対応する第2の表現モジュールを含む。 In an embodiment of the present disclosure, the multimodal representation model includes a first representation module corresponding to a first data modal and a second representation module corresponding to a second data modal.

説明すべきことは、本明細書において、2種類のデータモーダルの表現モジュールのみを含むマルチモーダル表現モデルを例として、本開示の実施例のマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法を説明することである。当業者が理解すべきことは、本開示の実施例のマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法はマルチモーダル表現モデルが3種類及びその以上のデータモーダルの表現モジュールを含む状況にも適用されることである。 It should be noted that in this specification, a multimodal representation model including only two data modal representation modules is taken as an example to describe the training method of the multimodal representation model of the embodiment of the present disclosure. It should be understood by those skilled in the art that the training method of the multimodal representation model of the embodiment of the present disclosure also applies to situations where the multimodal representation model includes three or more data modal representation modules.

本開示の実施例では、第1のデータモーダルと第2のデータモーダルはいずれか2つの異なるデータモーダルである。 In an embodiment of the present disclosure, the first data modal and the second data modal are any two different data modals.

いくつかの実施例によれば、第1のデータモーダルと第2のデータモーダルはテキストモーダル、画像モーダル、ビデオモーダル、オーディオモーダルのうちのいずれか2つであってもよい。例えば、第1のデータモーダルはテキストモーダル(又は画像モーダル)であってもよく、第2のデータモーダルは画像モーダル(又はテキストモーダル)であってもよい。 According to some embodiments, the first data modal and the second data modal may be any two of a text modal, an image modal, a video modal, and an audio modal. For example, the first data modal may be a text modal (or an image modal) and the second data modal may be an image modal (or a text modal).

別の実施例では、第1のデータモーダル又は第2のデータモーダルは工業シーンにおけるデータモーダル、例えば、電気信号、赤外線信号、センサデータなどであってもよい。 In another embodiment, the first data modal or the second data modal may be a data modal in an industrial scene, such as an electrical signal, an infrared signal, sensor data, etc.

第1の表現モジュールは第1のデータモーダルのデータを符号化する(又は符号化と復号化を行う)ことで、当該データの表現を生成するために用いられる。第2の表現モジュールは第2のデータモーダルのデータを符号化する(又は符号化と復号化を行う)ことで、当該データの表現を生成するために用いられる。本開示の実施例では、データの表現はベクトル、行列、バイナリコードなどの任意の形態であってもよい。 The first representation module is used to generate a representation of the data by encoding (or encoding and decoding) the data of a first data modal. The second representation module is used to generate a representation of the data by encoding (or encoding and decoding) the data of a second data modal. In embodiments of the present disclosure, the representation of the data may be in any form, such as a vector, a matrix, a binary code, etc.

いくつかの実施例によれば、第1の表現モジュールと第2の表現モジュールは、相互に独立した2つのモジュールであってもよく、対応するデータモーダルのデータの表現を生成する時、相手からの影響を受けない。例えば、図2に示すような実施例では、マルチモーダル表現モデル200は第1の表現モジュール210と第2の表現モジュール220を含み、第1の表現モジュール210と第2の表現モジュール220は相互に独立する。 According to some embodiments, the first representation module and the second representation module may be two modules independent of each other and do not influence each other when generating the representation of the data of the corresponding data modal. For example, in an embodiment as shown in FIG. 2, the multimodal representation model 200 includes a first representation module 210 and a second representation module 220, and the first representation module 210 and the second representation module 220 are independent of each other.

別の実施例によれば、第1の表現モジュールと第2の表現モジュールはインタラクション関係を有する2つのモジュールであってもよく、対応するデータモーダルのデータの表現を生成する時、相手からの影響を受ける。例えば、第1の表現モジュールと第2の表現モジュールはクロスアテンションメカニズムを介してインタラクションを実現することができる。 According to another embodiment, the first representation module and the second representation module may be two modules having an interaction relationship, and are influenced by each other when generating a representation of data of the corresponding data modal. For example, the first representation module and the second representation module may realize the interaction via a cross-attention mechanism.

第1の表現モジュールと第2の表現モジュールはあらゆる構造で実現してもよく、第1の表現モジュールと第2の表現モジュールの構造は異なってもよい。例えば、第1の表現モジュールと第2の表現モジュールは構造が異なるニューラルネットワーク、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Networks、CNN)、変換器(Transformer)、エンコーダ(Encoder)、エンコーダ-デコーダ(Encoder-decoder)などで実現してもよい。 The first and second representation modules may be realized in any structure, and the structures of the first and second representation modules may be different. For example, the first and second representation modules may be realized as neural networks with different structures, such as convolutional neural networks (CNNs), transformers, encoders, and encoder-decoders.

いくつかの実施例によれば、マルチモーダル表現モデルのトレーニング効率を向上させるために、第1の表現モジュールと第2の表現モジュールは対応するデータモーダルの予備トレーニングモデルを用いてもよい。例えば、第1のデータモーダルはテキストであってもよく、従って、第1の表現モジュールは予備トレーニングされたテキスト表現モデル、例えば、ERNIE(文心モデル)、BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)などを用いてもよい。第2のデータモーダルは画像であってもよく、従って、第2の表現モジュールは予備トレーニングされた視覚表現モデル、例えば、ViT(Vision Transformer)、DeiT(Data-efficient image Transformers)などを用いてもよい。 According to some embodiments, to improve the training efficiency of the multimodal representation model, the first representation module and the second representation module may use pre-trained models of the corresponding data modal. For example, the first data modal may be text, and thus the first representation module may use a pre-trained text representation model, such as ERNIE (Textual Mind Model), BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers), etc. The second data modal may be image, and thus the second representation module may use a pre-trained visual representation model, such as ViT (Vision Transformer), DeiT (Data-efficient image Transformers), etc.

本開示の実施例では、サンプルタプルを用いてマルチモーダル表現モデルをトレーニングする。各サンプルタプルは、第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含む。第1のサンプルと、第2のサンプルと、第3のサンプルと、第4のサンプルの意味はマッチングする。 In an embodiment of the present disclosure, a multimodal representation model is trained using sample tuples. Each sample tuple includes a first sample and a second sample of a first data modal, and a third sample and a fourth sample of a second data modal. The first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample are semantically matched.

いくつかの実施例によれば、サンプルタプルは意味がマッチングする生データペアに基づいて生成されたものであってもよい。すなわち、本開示の実施例のトレーニング方法100は更に、以下のサンプルタプルを生成するためのステップを含んでもよい。生データペアを取得し、生データペアは、第1のデータモーダルの第1の生データと第2のデータモーダルの第2の生データを含み、第1の生データと第2の生データの意味はマッチングする。例えば、第1の生データは画像であってもよく、第2の生データは当該画像を説明するテキストであってもよい。その後、第1の生データに基づき、第1のサンプルと第2のサンプルを生成することができる。第2の生データに基づき、第3のサンプルと第4のサンプルを生成する。 According to some embodiments, the sample tuples may be generated based on a raw data pair with matching meaning. That is, the training method 100 of the embodiment of the present disclosure may further include the steps of generating the sample tuples by obtaining a raw data pair, the raw data pair including first raw data of a first data modal and second raw data of a second data modal, the first raw data and the second raw data having matching meaning. For example, the first raw data may be an image, and the second raw data may be text describing the image. Then, based on the first raw data, a first sample and a second sample may be generated. Based on the second raw data, a third sample and a fourth sample may be generated.

上記実施例によれば、クロスモーダルの意味がマッチングする生データペアに基づき、サンプルタプルを自動的に生成することができ、追加のデータアノテーション処理を行う必要はなく、これによって、トレーニングサンプル(すなわち、サンプルタプル)を取得する効率を向上させる。 According to the above embodiment, sample tuples can be automatically generated based on raw data pairs with matching cross-modal semantics, without the need for additional data annotation processing, thereby improving the efficiency of obtaining training samples (i.e., sample tuples).

理解すべきことは、上記実施例に基づいてサンプルタプルを生成する過程に、生データに対する処理は生データの意味を変えることがなく(又は僅かに変える)、すなわち、生成された第1のサンプルと第2のサンプルの意味は第1の生データとほぼ同じであり、生成された第3のサンプルと第4のサンプルの意味は第2の生データとほぼ同じであることである。第1の生データと第2の生データの意味はマッチングするため、生成された第1のサンプルと、第2のサンプルと、第3のサンプルと第4のサンプルという四つのものの意味も相互にマッチングする。 It should be understood that in the process of generating sample tuples based on the above embodiment, the processing on the raw data does not change (or only slightly changes) the meaning of the raw data, i.e., the meaning of the generated first and second samples is approximately the same as the first raw data, and the meaning of the generated third and fourth samples is approximately the same as the second raw data. Since the meanings of the first and second raw data match, the meanings of the four generated samples, i.e., the first, second, third and fourth samples, also match each other.

いくつかの実施例によれば、上記「第1の生データに基づき、第1のサンプルと第2のサンプルを生成する」というステップは、第1の生データに対する第1のデータ拡張処理を行うことで、第1のサンプルを生成することと、第1の生データに対する第2のデータ拡張処理を行うことで、第1のサンプルと異なる第2のサンプルを生成することと、を含む。 According to some embodiments, the step of "generating a first sample and a second sample based on the first raw data" includes performing a first data extension process on the first raw data to generate a first sample, and performing a second data extension process on the first raw data to generate a second sample different from the first sample.

データ拡張(Data Augmentation)処理とは、生データ(例えば、第1の生データ)の意味が変化しないように保証するという前提で、生データを処理することで、生データの意味と同様な新しいデータ(例えば、第1のサンプルと第2のサンプル)を生成することである。 Data Augmentation processing involves processing raw data (e.g., the first raw data) to generate new data (e.g., the first sample and the second sample) that have a similar meaning to the raw data, under the premise that the meaning of the raw data (e.g., the first raw data) is guaranteed not to change.

第1のデータ拡張処理と第2のデータ拡張処理の具体的な処理方式は、第1の生データのモーダル、すなわち、第1のデータモーダルに基づいて決定されるものである。例えば、第1のデータモーダルは画像である場合、第1のデータ拡張処理と第2のデータ拡張処理はランダムノイズの添加、回転、トリミング、遮蔽、変色などの処理であってもよい。第1のデータモーダルはテキストである場合、第1のデータ拡張処理と第2のデータ拡張処理は同義語の入れ替え、ランダム挿入、ランダム交換、ランダム削除、逆翻訳(back-translation、機械翻訳モデルを用いて原文を他の言語のテキストに翻訳した後、更に、機械翻訳モデルを用いて元の言語に逆翻訳する)などの処理であってもよい。第1のデータモーダルはオーディオである場合、第1のデータ拡張処理と第2のデータ拡張処理はランダムノイズ添加、音速変更、音量変更などの処理であってもよい。 The specific processing methods of the first data augmentation process and the second data augmentation process are determined based on the modality of the first raw data, i.e., the first data modality. For example, if the first data modality is an image, the first data augmentation process and the second data augmentation process may be processes such as adding random noise, rotating, cropping, masking, and discoloring. If the first data modality is text, the first data augmentation process and the second data augmentation process may be processes such as replacing synonyms, random insertion, random exchange, random deletion, and back-translation (translating an original text into text in another language using a machine translation model, and then back-translating it back into the original language using a machine translation model). If the first data modality is audio, the first data augmentation process and the second data augmentation process may be processes such as adding random noise, changing the speed of sound, and changing the volume.

第1のデータ拡張処理は、第2のデータ拡張処理と同様なデータ拡張方式であってもよく、異なるデータ拡張方式であってもよいが、第1のデータ拡張処理と第2のデータ拡張処理は、生成された第1のサンプルを第2のサンプルから異ならせるべきであり、これによって、後続に生成された第1の表現を第2の表現から異ならせ、よってマルチモーダル表現モデルの学習効果を向上させる。 The first data augmentation process may be a similar data augmentation method to the second data augmentation process, or may be a different data augmentation method, but the first data augmentation process and the second data augmentation process should cause the generated first sample to differ from the second sample, thereby causing the subsequently generated first representation to differ from the second representation, thereby improving the learning effect of the multimodal representation model.

別の実施例によれば、第1のサンプルと第2のサンプルはいずれも第1の生データと同じで、第1の表現モジュールはランダムノイズを添加することで、生成された第1の表現を第2の表現から異ならせるように構成される。第1の表現モジュールは、例えば、ランダムノイズを添加するニューラルネットワークモデルであることを実現することができる。 According to another embodiment, both the first sample and the second sample are the same as the first raw data, and the first representation module is configured to make the generated first representation different from the second representation by adding random noise. The first representation module can for example be a neural network model that adds random noise.

例えば、第1のデータモーダルはテキストモーダルであってもよく、第1の表現モジュールはdropout処理層を含むテキストエンコーダであってもよい。当該dropout処理層のドロップ確率は予め設定された閾値(例えば、20%)より小さく、これによって、第1の表現モジュールはその入力データの意味を変えることがないように保証する。 For example, the first data modal may be a text modal and the first representation module may be a text encoder including a dropout processing layer whose drop probability is less than a pre-defined threshold (e.g., 20%), thereby ensuring that the first representation module does not change the meaning of its input data.

「第2の生データに基づき、第3のサンプルと第4のサンプルを生成する」の実行ステップは上記「第1の生データに基づき、第1のサンプルと第2のサンプルを生成する」の実行ステップに類似する。 The execution step of "generating a third sample and a fourth sample based on the second raw data" is similar to the execution step of "generating a first sample and a second sample based on the first raw data" described above.

具体的には、いくつかの実施例によれば、「第2の生データに基づき、第3のサンプルと第4のサンプルを生成する」ことは、第2の生データに対する第3のデータ拡張処理を行うことで、第3のサンプルを生成することと、第2の生データに対する第4のデータ拡張処理を行うことで、第4のサンプルを生成することと、を含んでもよい。第3のサンプルは第4のサンプルと異なることによって、後続に生成された第3の表現と第4の表現は異なり、よってマルチモーダル表現モデルの学習効果を向上させる。 Specifically, according to some embodiments, "generating a third sample and a fourth sample based on the second raw data" may include performing a third data augmentation process on the second raw data to generate the third sample, and performing a fourth data augmentation process on the second raw data to generate the fourth sample. The third sample is different from the fourth sample, such that the subsequently generated third representation and the fourth representation are different, thereby improving the learning effect of the multimodal representation model.

別の実施例によれば、第3のサンプルと第4のサンプルは第2の生データと同じで、第2の表現モジュールはランダムノイズを添加することで、第3の表現を第4の表現から異ならせるように構成される。第2のデータモーダルは例えば、テキストモーダルであってもよく、第2の表現モジュールはdropout処理層を含むテキストエンコーダであってもよい。当該dropout処理層のドロップ確率は予め設定された閾値(例えば、20%)より小さく、これによって、第1の表現モジュールはその入力データの意味を変えることがないように保証する。 According to another embodiment, the third and fourth samples are the same as the second raw data and the second representation module is configured to make the third representation different from the fourth representation by adding random noise. The second data modal may for example be a text modal and the second representation module may be a text encoder including a dropout processing layer, the drop probability of which is less than a pre-defined threshold (for example 20%), thereby ensuring that the first representation module does not change the meaning of its input data.

「第2の生データに基づき、第3のサンプルと第4のサンプルを生成する」の他の詳細は上記内容「第1の生データに基づき、第1のサンプルと第2のサンプルを生成する」に関する説明を参照してもよく、ここで詳細な説明を省略する。 For other details of "generating a third sample and a fourth sample based on the second raw data", you may refer to the explanation of "generating a first sample and a second sample based on the first raw data" above, and detailed explanation will be omitted here.

第1のサンプルと第2のサンプルをそれぞれ第1の表現モジュールに入力し、第3のサンプルと第4のサンプルをそれぞれ第2の表現モジュールに入力し、対応する第1の表現、第2の表現、第3の表現、第4の表現という4つの表現を取得することができる。 The first and second samples are input to a first representation module, and the third and fourth samples are input to a second representation module, to obtain four corresponding representations: a first representation, a second representation, a third representation, and a fourth representation.

第1の表現と第2の表現に基づき、第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を算出することができる。第3の表現と第4の表現に基づき、第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を算出することができる。第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、第1のデータモーダルから第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、第2のデータモーダルから第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を算出することができる。ここで、第1のターゲット表現は第1の表現と第2の表現のうちのいずれか1つであり、第2のターゲット表現は第3の表現と第4の表現のうちのいずれか1つである。 A first unimodal loss for the first data modal may be calculated based on the first representation and the second representation. A second unimodal loss for the second data modal may be calculated based on the third representation and the fourth representation. A first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal may be calculated based on the first target representation and the second target representation. Here, the first target representation is one of the first representation and the second representation, and the second target representation is one of the third representation and the fourth representation.

いくつかの実施例によれば、第1のシングルモーダル損失は以下のステップによって決定することができる。第1の表現と第2の表現の第1の類似度、及び第1の表現と他のサンプルタプルの第2の表現の第2の類似度に基づき、第1のシングルモーダル損失を決定し、ここで、第1のシングルモーダル損失は、第1の類似度と負の相関を有し、且つ、第2の類似度と正の相関を有する。第1の類似度、第2の類似度は例えば、2つの表現のドット積であってもよい。 According to some embodiments, the first single-modal loss can be determined by the following steps: Determine a first single-modal loss based on a first similarity between the first representation and the second representation and a second similarity between the first representation and the second representation of another sample tuple, where the first single-modal loss is negatively correlated with the first similarity and positively correlated with the second similarity. The first similarity and the second similarity may be, for example, a dot product of the two representations.

上記実施例によれば、第1のシングルモーダル損失は、意味がマッチングする2つのデータ(すなわち、第1のサンプルと第2のサンプル)の表現(すなわち、第1の表現と第2の表現)を類似させることができ、意味が合致しない2つのデータ(すなわち、第1のサンプルと他のサンプルタプルの第2のサンプル)の表現(すなわち、第1の表現と他のサンプルタプルの第2の表現)を類似させないことによって、マルチモーダル表現モデルが第1のデータモーダルにおける意味関連性を学習するようにガイドする。 According to the above embodiment, the first single-modal loss can make the representations (i.e., the first representation and the second representation) of two data (i.e., the first sample and the second sample) that match in meaning similar, and guide the multimodal representation model to learn semantic associations in the first data modal by making the representations (i.e., the first representation and the second representation) of two data (i.e., the first sample and the second sample of another sample tuple) that do not match in meaning similar (i.e., the first representation and the second representation of another sample tuple).

具体的には、第1のシングルモーダル損失は下記式(1)によって算出することができる。

Figure 0007552000000001
Specifically, the first single-modal loss can be calculated by the following formula (1).
Figure 0007552000000001

式(1)において、Lは第1のシングルモーダル損失を示し、Nは、バッチ毎に、トレーニングに参与するサンプルタプルの数を示し(すなわち、batchsize)、h1 i、h2 iは第iの個のサンプルタプルの第1の表現、第2の表現をそれぞれ示し、h2 jは第jの個のサンプルタプルの第2の表現を示し、τはトレーニング可能なパラメータである。 In equation (1), L1 denotes the first single-modal loss, N denotes the number of sample tuples participating in training per batch (i.e., batchsize ) , h1i and h2i denote the first and second representations of the i-th sample tuple, respectively, h2j denotes the second representation of the j-th sample tuple, and τ is a trainable parameter.

いくつかの実施例によれば、第2のシングルモーダル損失は以下のステップによって決定することができる。第3の表現と第4の表現の第6の類似度、及び第3の表現と他のサンプルタプルの第4の表現の第7の類似度に基づき、第2のシングルモーダル損失を決定し、ここで、第2のシングルモーダル損失は、第6の類似度と負の相関を有し、且つ、第7の類似度と正の相関を有する。第6の類似度、第7の類似度は例えば、2つの表現のドット積であってもよい。 According to some embodiments, the second single-modal loss can be determined by the following steps: Determine a second single-modal loss based on a sixth similarity between the third representation and the fourth representation and a seventh similarity between the third representation and the fourth representation of another sample tuple, where the second single-modal loss is negatively correlated with the sixth similarity and positively correlated with the seventh similarity. The sixth similarity and the seventh similarity may be, for example, a dot product of the two representations.

上記実施例によれば、第2のシングルモーダル損失は、意味がマッチングする2つのデータ(すなわち、第3のサンプルと第4のサンプル)の表現(すなわち、第3の表現と第4の表現)を類似させることができ、意味が合致しない2つのデータ(すなわち、第3のサンプルと他のサンプルタプルの第4のサンプル)の表現(すなわち、第3の表現と他のサンプルタプルの第4の表現)を類似させないことによって、マルチモーダル表現モデルが第2のデータモーダルにおける意味関連性を学習するようにガイドする。 According to the above embodiment, the second single-modal loss can make the representations (i.e., the third representation and the fourth representation) of two data (i.e., the third sample and the fourth sample) that match in meaning similar, and guide the multimodal representation model to learn semantic associations in the second data modal by making the representations (i.e., the third representation and the fourth representation) of two data (i.e., the third sample and the fourth sample of another sample tuple) that do not match in meaning similar (i.e., the third representation and the fourth representation of another sample tuple).

具体的には、第2のシングルモーダル損失は下記式(2)によって算出することができる。

Figure 0007552000000002
Specifically, the second single-modal loss can be calculated by the following formula (2).
Figure 0007552000000002

式(2)において、Lは第2のシングルモーダル損失を示し、Nは、バッチ毎に、トレーニングに参与するサンプルタプルの数を示し(すなわち、batchsize)、h3 i、h4 iは第iの個のサンプルタプルの第3の表現、第4の表現をそれぞれ示し、h4 jは第jの個のサンプルタプルの第4の表現を示し、τはトレーニング可能なパラメータである。 In equation (2), L2 denotes the second single-modal loss, N denotes the number of sample tuples participating in training per batch (i.e., batchsize ) , h3i and h4i denote the third and fourth representations of the i-th sample tuple, respectively, h4j denotes the fourth representation of the j-th sample tuple, and τ is a trainable parameter.

いくつかの実施例によれば、第1のクロスモーダル損失は以下のステップによって決定することができる。第1のターゲット表現と第2のターゲット表現の第3の類似度、及び第1のターゲット表現と他のサンプルタプルの第2のターゲット表現の第4の類似度に基づき、第1のクロスモーダル損失を決定し、ここで、第1のクロスモーダル損失は、第3の類似度と負の相関を有し、且つ、第4の類似度と正の相関を有する。第3の類似度、第4の類似度は例えば、2つの表現のドット積であってもよい。 According to some embodiments, the first cross-modal loss can be determined by the following steps: Determine a first cross-modal loss based on a third similarity between the first target representation and the second target representation and a fourth similarity between the first target representation and the second target representation of another sample tuple, where the first cross-modal loss is negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fourth similarity. The third similarity and the fourth similarity may be, for example, a dot product of the two representations.

上記実施例によれば、第1のクロスモーダル損失は、意味がマッチングする2つのデータの表現(すなわち、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現)を類似させることができ、意味が合致しない2つのデータの表現(すなわち、第1のターゲット表現と他のサンプルタプルの第2のターゲット表現)を類似させないことによって、マルチモーダル表現モデルが第1のデータモーダルから第2のデータモーダルに至るクロスモーダルの意味関連性を学習するようにガイドする。 According to the above embodiment, the first cross-modal loss can make two semantically matching data representations (i.e., the first target representation and the second target representation) similar, and guide the multi-modal representation model to learn cross-modal semantic associations from the first data modal to the second data modal by making two semantically inconsistent data representations (i.e., the first target representation and the second target representation of another sample tuple) dissimilar.

具体的には、第1のターゲット表現は第2の表現で、第2のターゲット表現は第3の表現であることを例とし、第1のクロスモーダル損失は下記式(3)によって算出することができる。

Figure 0007552000000003
Specifically, taking the first target representation as an example, the first target representation is the second representation, and the second target representation is the third representation, the first cross-modal loss can be calculated by the following equation (3):
Figure 0007552000000003

式(3)において、Lは第1のクロスモーダル損失を示し、Nは、バッチ毎に、トレーニングに参与するサンプルタプルの数を示し(すなわち、batchsize)、h2 i、h3 iは第iの個のサンプルタプルの第2の表現(すなわち、第1のターゲット表現)、第3の表現(すなわち、第2のターゲット表現)をそれぞれ示し、h3 jは第jの個のサンプルタプルの第3の表現(すなわち、第2のターゲット表現)を示し、τはトレーニング可能なパラメータである。 In equation (3), L3 denotes the first cross-modal loss, N denotes the number of sample tuples participating in training per batch (i.e., batchsize), h2i and h3i denote the second representation (i.e., the first target representation) and the third representation (i.e., the second target representation) of the i-th sample tuple, respectively , h3j denotes the third representation (i.e., the second target representation) of the j-th sample tuple, and τ is a trainable parameter.

いくつかの実施例によれば、第2のクロスモーダル損失は以下のステップによって決定することができる。第1のターゲット表現と第2のターゲット表現の第3の類似度、及び第2のターゲット表現と他のサンプルタプルの第1のターゲット表現の第5の類似度に基づき、第2のクロスモーダル損失を決定し、ここで、第2のクロスモーダル損失は、第3の類似度と負の相関を有し、且つ、第5の類似度と正の相関を有する。第3の類似度、第5の類似度は例えば、2つの表現のドット積であってもよい。 According to some embodiments, the second cross-modal loss can be determined by the following steps: Determine a second cross-modal loss based on a third similarity between the first target representation and the second target representation and a fifth similarity between the second target representation and the first target representation of another sample tuple, where the second cross-modal loss is negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fifth similarity. The third similarity and the fifth similarity may be, for example, a dot product of the two representations.

上記実施例によれば、第2のクロスモーダル損失は、意味がマッチングする2つのデータの表現(すなわち、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現)を類似させることができ、意味が合致しない2つのデータの表現(すなわち、第2のターゲット表現と他のサンプルタプルの第1のターゲット表現)を類似させないことによって、マルチモーダル表現モデルが第2のデータモーダルから第1のデータモーダルへのクロスモーダルの意味関連性を学習するようにガイドする。 According to the above embodiment, the second cross-modal loss can make two semantically matching data representations (i.e., the first target representation and the second target representation) similar, and guide the multi-modal representation model to learn cross-modal semantic associations from the second data modal to the first data modal by making two semantically inconsistent data representations (i.e., the second target representation and the first target representation of another sample tuple) dissimilar.

具体的には、第1のターゲット表現は第2の表現で、第2のターゲット表現は第3の表現であることを例とし、第2のクロスモーダル損失は下記式(4)によって算出することができる。

Figure 0007552000000004
Specifically, taking the first target representation as an example, the second representation and the second target representation as a third representation, the second cross-modal loss can be calculated by the following equation (4):
Figure 0007552000000004

式(4)において、Lは第2のクロスモーダル損失を示し、Nは、バッチ毎に、トレーニングに参与するサンプルタプルの数を示し(すなわち、batchsize)、h2 i、h3 iは第iの個のサンプルタプルの第2の表現(すなわち、第1のターゲット表現)、第3の表現(すなわち、第2のターゲット表現)をそれぞれ示し、h2 jは第jの個のサンプルタプルの第2の表現(すなわち、第1のターゲット表現)を示し、τはトレーニング可能なパラメータである。 In equation (4), L4 denotes the second cross-modal loss, N denotes the number of sample tuples participating in training per batch (i.e., batchsize), h2i and h3i denote the second representation (i.e., the first target representation) and the third representation (i.e., the second target representation) of the i-th sample tuple, respectively, h2j denotes the second representation (i.e., the first target representation) of the j-th sample tuple, and τ is a trainable parameter.

第1のシングルモーダル損失Lと、第2のシングルモーダル損失Lと、第1のクロスモーダル損失Lと、第2のクロスモーダル損失Lに基づき、マルチモーダル表現モデルの全体の損失Lを決定することができる。 Based on the first single-modal loss L1 , the second single-modal loss L2 , the first cross-modal loss L3 , and the second cross-modal loss L4 , an overall loss L of the multi-modal representation model can be determined.

いくつかの実施例によれば、マルチモーダル表現モデルの全体の損失Lは、第1のシングルモーダル損失Lと、第2のシングルモーダル損失Lと、第1のクロスモーダル損失Lと、第2のクロスモーダル損失Lの加重和であり、すなわち、

Figure 0007552000000005
According to some embodiments, the overall loss L of the multimodal representation model is a weighted sum of a first single-modal loss L1 , a second single-modal loss L2 , a first cross-modal loss L3 , and a second cross-modal loss L4 , i.e.,
Figure 0007552000000005

式(5)において、wは第iの個の損失Lの比重である。wの値を柔軟に設定することによって、マルチモーダル表現モデルの学習方向を柔軟に調整することができ、マルチモーダル表現モデルと実際的応用場面の適合性を向上させる。 In formula (5), w i is the weight of the i-th loss L i . By flexibly setting the value of w i , the learning direction of the multimodal representation model can be flexibly adjusted, and the compatibility of the multimodal representation model with practical application scenarios can be improved.

マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定した後、当該全体の損失に基づき、マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整することができる。 After determining the overall loss of the multimodal representation model, the parameters of the multimodal representation model can be adjusted based on the overall loss.

理解すべきことは、上記ステップS110~ステップS180は、所定の終了条件(例えば、全体の損失は予定値より小さく、繰り返し回数は所定の最大繰り返し回数に達するなど)を満たす時まで繰り返して複数回実行してもよく、モデルのトレーニング過程を終了して、予備トレーニングされたマルチモーダル表現モデルを取得することである。 It should be understood that steps S110 to S180 may be repeated multiple times until a predetermined termination condition is met (e.g., the total loss is less than a predetermined value, the number of iterations reaches a predetermined maximum number of iterations, etc.), thereby terminating the model training process and obtaining a pre-trained multimodal representation model.

前記のように、第1のデータモーダルと第2のデータモーダルはテキストモーダル、画像モーダル、ビデオモーダル、オーディオモーダルのうちのいずれか2つであってもよい。 As mentioned above, the first data modal and the second data modal may be any two of a text modal, an image modal, a video modal, and an audio modal.

例えば、第1のデータモーダルは画像モーダルであってもよく、第2のデータモーダルはテキストモーダルであってもよい。従って、マルチモーダル表現モデルは画像やテキストのマルチモーダル表現モデルであり、当該画像やテキストのマルチモーダル表現モデルは画像モーダルに対応する画像表現モジュール(すなわち、第1の表現モジュール)とテキストモーダルに対応するテキスト表現モジュール(すなわち、第2の表現モジュール)を含み、画像やテキストのマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法は以下のステップS110’~ステップS180’を含む。 For example, the first data modal may be an image modal, and the second data modal may be a text modal. Thus, the multimodal representation model is an image or text multimodal representation model, which includes an image representation module (i.e., a first representation module) corresponding to the image modal and a text representation module (i.e., a second representation module) corresponding to the text modal, and the training method for the image or text multimodal representation model includes the following steps S110' to S180'.

ステップS110’において、画像やテキストのサンプルタプルを取得し、画像やテキストのサンプルタプルは、画像モーダルの第1の画像サンプル(すなわち、第1のサンプル)と第2の画像サンプル(すなわち、第2のサンプル)、及びテキストモーダルの第1のテキストサンプル(すなわち、第3のサンプル)と第2のテキストサンプル(すなわち、第4のサンプル)を含む。画像やテキストのサンプルタプルに含まれる各サンプルの意味はマッチングする。 In step S110', an image or text sample tuple is obtained, and the image or text sample tuple includes a first image sample (i.e., the first sample) and a second image sample (i.e., the second sample) in the image modal, and a first text sample (i.e., the third sample) and a second text sample (i.e., the fourth sample) in the text modal. The meanings of the samples included in the image or text sample tuple match.

ステップS120’において、第1の画像サンプルと第2の画像サンプルをそれぞれ画像表現モジュールに入力することで、第1の画像サンプルの第1の画像表現(すなわち、第1の表現)と第2の画像サンプルの第2の画像表現(すなわち、第2の表現)を取得する。 In step S120', the first image sample and the second image sample are input into an image representation module, respectively, to obtain a first image representation (i.e., a first representation) of the first image sample and a second image representation (i.e., a second representation) of the second image sample.

ステップS130’において、第1のテキストサンプルと第2のテキストサンプルをそれぞれテキスト表現モジュールに入力することで、第1のテキストサンプルの第1のテキスト表現(すなわち、第3の表現)と第2のテキストサンプルの第2のテキスト表現(すなわち、第4の表現)を取得する。 In step S130', the first text sample and the second text sample are input into a text representation module to obtain a first text representation (i.e., a third representation) of the first text sample and a second text representation (i.e., a fourth representation) of the second text sample.

ステップS140’において、第1の画像表現と第2の画像表現に基づき、画像モーダルの第1のシングルモーダル損失を決定する。 In step S140', a first single-modal loss for the image modal is determined based on the first image representation and the second image representation.

ステップS150’において、第1のテキスト表現と第2のテキスト表現に基づき、テキストモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定する。 In step S150', a second single-modal loss for the text modal is determined based on the first text representation and the second text representation.

ステップS160’において、ターゲット画像表現(すなわち、第1のターゲット表現)とターゲットテキスト表現(すなわち、第2のターゲット表現)に基づき、画像モーダルからテキストモーダルに至る第1のクロスモーダル損失とテキストモーダルから画像モーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定し、ここで、ターゲット画像表現は第1の画像表現と第2の画像表現のうちのいずれか1つであり、ターゲットテキスト表現は第1のテキスト表現と第2のテキスト表現のうちのいずれか1つである。 In step S160', a first cross-modal loss from image modal to text modal and a second cross-modal loss from text modal to image modal are determined based on a target image representation (i.e., a first target representation) and a target text representation (i.e., a second target representation), where the target image representation is one of the first image representation and the second image representation, and the target text representation is one of the first text representation and the second text representation.

ステップS170’において、第1のシングルモーダル損失と、第2のシングルモーダル損失と、第1のクロスモーダル損失と、第2のクロスモーダル損失に基づき、マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定する。 In step S170', an overall loss of the multimodal representation model is determined based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss.

ステップS180’において、全体の損失に基づき、マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整する。 In step S180', the parameters of the multimodal representation model are adjusted based on the overall loss.

上記実施例によれば、画像やテキストのサンプルタプルを用いて画像やテキストのマルチモーダル表現モデルをトレーニングし、画像やテキストのサンプルタプルは、画像モーダルの2つの画像サンプルとテキストモーダルの2つのテキストサンプルを含み、画像やテキストのサンプルタプルにおける各サンプルの意味はマッチングする。モデルトレーニング過程において、画像モーダル、テキストモーダルのそれぞれのシングルモーダル損失を算出するのみならず、また画像、テキストモーダルの間のクロスモーダル損失を算出することによって、画像やテキストのマルチモーダル表現モデルがモーダル内とモーダル間の意味関連性を同時に学習するようにガイドすることができ、モデルの汎化性とロバスト性を向上させ、これによって、モデルは画像やテキストのマルチモーダルデータの統一表現を生成することができる。当該統一表現に基づき、下流側の画像やテキストに関するクロスモーダルタスク(例えば、画像やテキストに関するクロスモーダル検索、画像やテキストの意味マッチングなど)の正確性を向上させることができる。 According to the above embodiment, an image and text sample tuple is used to train an image and text multimodal representation model, where the image and text sample tuple includes two image samples in an image modal and two text samples in a text modal, and the meanings of the samples in the image and text sample tuple match. In the model training process, not only the single-modal loss of the image modal and the text modal are calculated, but also the cross-modal loss between the image and text modal is calculated, so that the image and text multimodal representation model can be guided to simultaneously learn the intra-modal and inter-modal semantic associations, and the generalization and robustness of the model can be improved, so that the model can generate a unified representation of the image and text multimodal data. Based on the unified representation, the accuracy of downstream image and text cross-modal tasks (e.g., image and text cross-modal search, image and text semantic matching, etc.) can be improved.

理解すべきことは、ステップS110’~ステップS180’は上記説明したステップS110~ステップS180に対応することである。ステップS110’~ステップS180’の実施形態は上記内容ステップS110~ステップS180に関する説明を参照してもよく、ここで詳細な説明を省略する。 It should be understood that steps S110' to S180' correspond to steps S110 to S180 described above. The embodiment of steps S110' to S180' may refer to the description of steps S110 to S180 above, and a detailed description will be omitted here.

図3は、本開示のいくつかの実施例による画像やテキストのマルチモーダル表現モデルのトレーニング過程を示す概略図である。図3に示すように、まず画像331とテキスト332を取得し、画像331とテキスト332の意味はマッチングする。 Figure 3 is a schematic diagram illustrating the training process of a multimodal image and text representation model according to some embodiments of the present disclosure. As shown in Figure 3, first, an image 331 and a text 332 are obtained, and the meanings of the image 331 and the text 332 are matched.

画像331に対する2回の意味を変えないデータ拡張処理を行い、画像341、画像342を取得する。テキスト332に対する2回の意味を変えないデータ拡張処理を行い、テキスト343、テキスト344を取得する。 A data extension process is performed twice on image 331 without changing its meaning to obtain images 341 and 342. A data extension process is performed twice on text 332 without changing its meaning to obtain text 343 and text 344.

画像341、画像342を画像表現モジュール310に入力し、画像表現351、画像表現352を取得する。テキスト343、テキスト344をテキスト表現モジュール320に入力し、テキスト表現353、テキスト表現354を取得する。 Images 341 and 342 are input to image representation module 310, and image representations 351 and 352 are obtained. Text 343 and text 344 are input to text representation module 320, and text representations 353 and 354 are obtained.

画像表現351と画像表現352に基づき、画像モーダルのシングルモーダル損失361を算出することができる。テキスト表現353とテキスト表現354に基づき、テキストモーダルのシングルモーダル損失362を算出することができる。画像表現352とテキスト表現353に基づき、画像モーダルからテキストモーダルに至るクロスモーダル損失363とテキストモーダルから画像モーダルへのクロスモーダル損失364を算出することができる。 Based on the image representation 351 and the image representation 352, a single-modal loss 361 for the image modal can be calculated. Based on the text representation 353 and the text representation 354, a single-modal loss 362 for the text modal can be calculated. Based on the image representation 352 and the text representation 353, a cross-modal loss 363 from the image modal to the text modal and a cross-modal loss 364 from the text modal to the image modal can be calculated.

シングルモーダル損失361、シングルモーダル損失362、クロスモーダル損失363、クロスモーダル損失364に対する加重合計を行うことで、全体の損失370を取得する。全体の損失370に基づき、例えば、誤差逆伝播などのアルゴリズムを用いて画像表現モジュール310とテキスト表現モジュール320のパラメータを調整する。 The overall loss 370 is obtained by performing a weighted sum of the single-modal loss 361, the single-modal loss 362, the cross-modal loss 363, and the cross-modal loss 364. Based on the overall loss 370, the parameters of the image representation module 310 and the text representation module 320 are adjusted using an algorithm such as backpropagation.

いくつかの実施例によれば、ステップS110~ステップS180に基づいて予備トレーニングされたマルチモーダル表現モデルを取得し、更に予め設定された適用場面におけるマッチングデータペア(例えば、画像やテキスト検索場面における画像やテキストマッチングペア)に基づき、マルチモーダル表現モデルに対する微調整(fine-tune)を行うことで、マルチモーダル表現モデルの具体的な応用場面における表現効果を向上させることができる。 According to some embodiments, a pre-trained multimodal expression model is obtained based on steps S110 to S180, and the multimodal expression model is fine-tuned based on matching data pairs in a pre-set application scenario (e.g., image and text matching pairs in an image and text search scenario), thereby improving the expression effect of the multimodal expression model in a specific application scenario.

具体的には、いくつかの実施例によれば、マッチングデータペアはターゲットデータモーダルの第1のデータと第2のデータを含み、第1のデータと第2のデータの意味はマッチングし、「予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行う」ことは、当該マッチングデータペアに基づき、ターゲットデータモーダルに対応する表現モジュールに対する微調整を行うことを含む。 Specifically, according to some embodiments, the matching data pair includes first data and second data of a target data modal, the meanings of the first data and the second data match, and "fine-tuning the multimodal expression model based on the matching data pair in a pre-defined application scenario" includes fine-tuning the expression module corresponding to the target data modal based on the matching data pair.

別の実施例によれば、マッチングデータペアは、第1のデータモーダルの第1のデータと第2のデータモーダルの第2のデータを含み、第1のデータと第2のデータの意味はマッチングし、「予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行う」ことは、第1のデータに基づき、第1のデータモーダルの第1のデータサンプルと第2のデータサンプルを生成することと、第2のデータに基づき、第2のデータモーダルの第3のデータサンプルと第4のデータサンプルを生成することと、第1のデータサンプルと、第2のデータサンプルと、第3のデータサンプルと、第4のデータサンプルに基づき、データサンプルタプルを構築することと、データサンプルタプルに基づき、マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うことと、を含む。 According to another embodiment, the matching data pair includes first data of a first data modal and second data of a second data modal, the meanings of the first data and the second data match, and "performing fine-tuning on the multimodal representation model based on the matching data pair in the preset application scenario" includes generating a first data sample and a second data sample of the first data modal based on the first data, generating a third data sample and a fourth data sample of the second data modal based on the second data, constructing a data sample tuple based on the first data sample, the second data sample, the third data sample, and the fourth data sample, and performing fine-tuning on the multimodal representation model based on the data sample tuple.

データサンプルタプルに基づいてマルチモーダル表現モデルに対する微調整を行う実施形態は、ステップS110~ステップS180のサンプルタプルに基づいてマルチモーダル表現モデルをトレーニングする実施形態に類似し、ここで詳細な説明を省略する。 The embodiment of fine-tuning the multimodal representation model based on data sample tuples is similar to the embodiment of training the multimodal representation model based on sample tuples in steps S110 to S180, and will not be described in detail here.

本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法100は、予備トレーニングされた(又は予備トレーニングされて微調整された)マルチモーダル表現モデルを取得することができる。予備トレーニングされた(又は予備トレーニングされて微調整された)マルチモーダル表現モデルは複数のクロスモーダルデータ処理タスク、例えば、クロスモーダル検索タスク、クロスモーダル推論タスクなどに応用されてよい。理解すべきことは、予備トレーニングされた(又は予備トレーニングされて微調整された)マルチモーダル表現モデルはシングルモーダルのデータ処理タスクに応用されてもよいことである。 The multimodal representation model training method 100 according to an embodiment of the present disclosure can obtain a pre-trained (or pre-trained and fine-tuned) multimodal representation model. The pre-trained (or pre-trained and fine-tuned) multimodal representation model may be applied to multiple cross-modal data processing tasks, such as cross-modal search tasks, cross-modal inference tasks, etc. It should be understood that the pre-trained (or pre-trained and fine-tuned) multimodal representation model may also be applied to single-modal data processing tasks.

本開示の実施例によれば、クロスモーダル検索方法を更に提供する。図4は、本開示の実施例によるクロスモーダル検索方法400を示すフローチャートである。方法400はサーバで実行されてもよいし、クライアントデバイスで実行されてもよい。すなわち、方法400の各ステップの実行主体はサーバであってもよく、クライアントデバイスであってもよい。 According to an embodiment of the present disclosure, a cross-modal search method is further provided. FIG. 4 is a flowchart illustrating a cross-modal search method 400 according to an embodiment of the present disclosure. The method 400 may be executed on a server or on a client device. That is, each step of the method 400 may be executed by a server or a client device.

図4に示すように、方法400は、ステップS410~ステップS440を含む。 As shown in FIG. 4, method 400 includes steps S410 to S440.

ステップS410において、第1のデータモーダルの検索対象を取得する。 In step S410, the search target of the first data modal is obtained.

ステップS420において、検索対象をマルチモーダル表現モデルに入力することで、検索対象に対応する第1の表現を取得する。マルチモーダル表現モデルは上記実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法でトレーニングすることで得られたものである。 In step S420, the search target is input to a multimodal expression model to obtain a first expression corresponding to the search target. The multimodal expression model is obtained by training using the multimodal expression model training method according to the above embodiment.

ステップS430において、第2のデータモーダルの複数の候補対象のそれぞれの第2の表現を取得し、ここで、第2の表現は、対応する候補対象をマルチモーダル表現モデルに入力することにより得られたものである。 In step S430, a second representation of each of the plurality of candidate objects of the second data modal is obtained, where the second representation is obtained by inputting the corresponding candidate object into a multimodal representation model.

ステップ440において、第1の表現と各第2の表現の類似度に基づき、複数の候補対象から検索対象にマッチングするターゲット対象を決定する。 In step 440, a target object that matches the search object is determined from the plurality of candidate objects based on the similarity between the first expression and each of the second expressions.

本開示の実施例によれば、正確なクロスモーダル検索を実現することができる。 According to the embodiments of the present disclosure, accurate cross-modal search can be achieved.

いくつかの実施例によれば、第1のデータモーダル、第2のデータモーダルは画像モーダルとテキストモーダルであってもよく、従って、方法400は正確な画像やテキストに関するクロスモーダル検索を実現することができる。 According to some embodiments, the first data modal and the second data modal may be an image modal and a text modal, and thus, the method 400 can achieve cross-modal search for accurate images and text.

第1の表現と第2の表現の類似度は例えば、コサイン類似度であってもよい。 The similarity between the first and second representations may be, for example, cosine similarity.

いくつかの実施例によれば、ターゲット対象は例えば、類似度が最も大きな1つ又は複数の候補対象であってもよい。別の実施例によれば、ターゲット対象は類似度が閾値より大きい1つ又は複数の候補対象であってもよい。 According to some embodiments, the target object may be, for example, one or more candidate objects with the greatest similarity. According to other embodiments, the target object may be one or more candidate objects with a similarity greater than a threshold.

図5は、本開示の実施例のマルチモーダル表現モデル(すなわち、本モデル)と従来技術のマルチモーダル表現モデルは、公開データセットFlickr30KとMSCOCOにおける画像やテキストに関するクロスモーダル検索効果の比較図である。ここで、R@Kは、正解が前のK個のリターン結果に出るサンプル例の全サンプル例を占める割合を示し、はモデルがMSCOCOデータセットで微調整を行うことを示す。 5 is a comparison diagram of the cross-modal retrieval effect of the multimodal representation model of the embodiment of the present disclosure (i.e., the present model) and the multimodal representation model of the prior art on images and texts in the public datasets Flickr30K and MSCOCO, where R@K indicates the proportion of all sample instances in which the correct answer appears in the previous K return results, and * indicates that the model is fine-tuned on the MSCOCO dataset.

本開示の実施例によれば、クロスモーダル推論方法を更に提供する。図6は、本開示の実施例によるクロスモーダル推論方法600を示すフローチャートである。方法600は、例えばサーバで実行されてもよいし、クライアントデバイスで実行されてもよい。すなわち、方法600の各ステップの実行主体はサーバであってもよく、クライアントデバイスであってもよい。 According to an embodiment of the present disclosure, there is further provided a cross-modal inference method. FIG. 6 is a flowchart illustrating a cross-modal inference method 600 according to an embodiment of the present disclosure. The method 600 may be executed, for example, on a server or on a client device. That is, each step of the method 600 may be executed by a server or a client device.

図6に示すように、方法600は、ステップS610~ステップS630を含む。 As shown in FIG. 6, method 600 includes steps S610 to S630.

ステップS610において、第1のデータモーダルの第1の対象と第2のデータモーダルの第2の対象を取得する。 In step S610, a first target of the first data modal and a second target of the second data modal are obtained.

ステップS620において、第1の対象と第2の対象をそれぞれマルチモーダル表現モデルに入力することで、第1の対象に対応する第1の表現と第2の対象に対応する第2の表現を取得する。マルチモーダル表現モデルは上記実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法でトレーニングすることで得られたものである。 In step S620, the first object and the second object are input into the multimodal representation model, respectively, to obtain a first representation corresponding to the first object and a second representation corresponding to the second object. The multimodal representation model is obtained by training using the multimodal representation model training method according to the above embodiment.

ステップS630において、第1の表現と第2の表現の類似度に基づき、第1の対象と第2の対象の推論タグを決定する。 In step S630, inference tags for the first object and the second object are determined based on the similarity between the first expression and the second expression.

本開示の実施例によれば、正確なクロスモーダル推論を実現することができる。 According to the embodiments of the present disclosure, accurate cross-modal inference can be achieved.

いくつかの実施例によれば、推論タグは、例えば導出(Entailment)、中立(Neutral)と矛盾(Contradiction)を含む。 According to some embodiments, inference tags include, for example, Entailment, Neutral, and Contradiction.

本開示の実施例によれば、マルチモーダル表現モデルのトレーニング装置を更に提供する。図7は、本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング装置700を示す構成ブロック図である。図7に示すように、装置700は、
第1の取得ユニット710であって、サンプルタプルを取得するように構成され、前記サンプルタプルは、前記第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び前記第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含み、ここで、前記サンプルタプルに含まれる各サンプルの意味はマッチングするものと、
第1の入力ユニット720であって、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルをそれぞれ前記第1の表現ユニットに入力することで、前記第1のサンプルの第1の表現と前記第2のサンプルの第2の表現を取得するように構成されるものと、
第2の入力ユニット730であって、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルをそれぞれ前記第2の表現ユニットに入力することで、前記第3のサンプルの第3の表現と前記第4のサンプルの第4の表現を取得するように構成されるものと、
第1の損失ユニット740であって、前記第1の表現と前記第2の表現に基づき、前記第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を決定するように構成されるものと、
第2の損失ユニット750であって、前記第3の表現と前記第4の表現に基づき、前記第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定するように構成されるものと、
第3の損失ユニット760であって、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、前記第1のデータモーダルから前記第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、前記第2のデータモーダルから前記第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定するように構成され、ここで、前記第1のターゲット表現は前記第1の表現と前記第2の表現のうちのいずれか1つであり、前記第2のターゲット表現は前記第3の表現と前記第4の表現のうちのいずれか1つであるものと、
第4の損失ユニット770であって、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定するように構成されるものと、
調整ユニット780であって、前記全体の損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整するように構成されるものと、を含む。
According to an embodiment of the present disclosure, there is further provided an apparatus for training a multi-modal expression model. Figure 7 is a block diagram of an apparatus 700 for training a multi-modal expression model according to an embodiment of the present disclosure. As shown in Figure 7, the apparatus 700 includes:
a first acquiring unit 710 configured to acquire a sample tuple, the sample tuple including a first sample and a second sample of the first data modal, and a third sample and a fourth sample of the second data modal, where the meanings of the samples included in the sample tuple match;
a first input unit 720 configured to input the first sample and the second sample to the first representation unit, respectively, to obtain a first representation of the first sample and a second representation of the second sample;
a second input unit 730 configured to input the third sample and the fourth sample to the second representation unit, respectively, to obtain a third representation of the third sample and a fourth representation of the fourth sample;
a first loss unit 740 configured to determine a first unimodal loss for the first data modal based on the first representation and the second representation;
a second loss unit 750 configured to determine a second unimodal loss for the second data modal based on the third representation and the fourth representation;
a third loss unit 760 configured to determine a first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal based on a first target representation and a second target representation, where the first target representation is any one of the first representation and the second representation, and the second target representation is any one of the third representation and the fourth representation;
a fourth loss unit 770 configured to determine an overall loss of the multimodal representation model based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss;
An adjustment unit 780 configured to adjust parameters of the multi-modal representation model based on the overall loss.

本開示の実施例によれば、サンプルタプルを用いてマルチモーダル表現モデルをトレーニングし、サンプルタプルは各種データモーダルの2つのサンプルを含み、サンプルタプルにおける各サンプルの意味はマッチングする。上記サンプルタプルに基づき、トレーニング過程に、各データモーダルのシングルモーダル損失を算出するのみならず、また異なるモーダルの間のクロスモーダル損失を算出することによって、マルチモーダル表現モデルがモーダル内とモーダル間の意味関連性を同時に学習するようにガイドすることができ、モデルの汎化性とロバスト性を向上させ、これによって、モデルはマルチモーダルデータの統一表現を生成することができる。 According to an embodiment of the present disclosure, a sample tuple is used to train a multimodal representation model, where the sample tuple includes two samples of different data modalities, and the meanings of each sample in the sample tuple are matched. Based on the sample tuple, during the training process, not only single-modal losses for each data modal are calculated, but also cross-modal losses between different modalities are calculated, which can guide the multimodal representation model to simultaneously learn intra-modal and inter-modal semantic associations, thereby improving the generalizability and robustness of the model, and thus enabling the model to generate a unified representation of multimodal data.

いくつかの実施例によれば、装置700は、第2の取得ユニットであって、生データペアを取得するように構成され、前記生データペアは、前記第1のデータモーダルの第1の生データと前記第2のデータモーダルの第2の生データを含み、前記第1の生データと前記第2の生データの意味はマッチングするものと、第1の生成ユニットであって、前記第1の生データに基づき、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルを生成するように構成されるものと、第2の生成ユニットであって、前記第2の生データに基づき、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルを生成するように構成されるものと、を更に含む。 According to some embodiments, the device 700 further includes a second acquisition unit configured to acquire a raw data pair, the raw data pair including first raw data of the first data modal and second raw data of the second data modal, the first raw data and the second raw data having matching meanings, a first generation unit configured to generate the first sample and the second sample based on the first raw data, and a second generation unit configured to generate the third sample and the fourth sample based on the second raw data.

いくつかの実施例によれば、前記第1の生成ユニットは、第1の拡張サブユニットであって、前記第1の生データに対する第1のデータ拡張処理を行うことで、前記第1のサンプルを生成するように構成されるものと、第2の拡張サブユニットであって、前記第1の生データに対する第2のデータ拡張処理を行うことで、前記第1のサンプルと異なる前記第2のサンプルを生成するように構成されるものと、を含む。 According to some embodiments, the first generation unit includes a first extension subunit configured to generate the first sample by performing a first data extension process on the first raw data, and a second extension subunit configured to generate the second sample different from the first sample by performing a second data extension process on the first raw data.

いくつかの実施例によれば、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルは前記第1の生データと同じで、前記第1の表現ユニットは、ランダムノイズを添加することで、前記第1の表現を前記第2の表現から異ならせるように構成される。 According to some embodiments, the first sample and the second sample are the same as the first raw data, and the first representation unit is configured to make the first representation different from the second representation by adding random noise.

いくつかの実施例によれば、前記第1のデータモーダルはテキストモーダルであり、前記第1の表現ユニットはdropout処理層を含むテキストエンコーダであり、前記dropout処理層のドロップ確率は予め設定された閾値より小さい。 According to some embodiments, the first data modal is a text modal and the first representation unit is a text encoder including a dropout processing layer, the drop probability of the dropout processing layer being less than a pre-set threshold.

いくつかの実施例によれば、前記第1の損失ユニット740は更に、前記第1の表現と前記第2の表現の第1の類似度、及び前記第1の表現と他のサンプルタプルの第2の表現の第2の類似度に基づき、前記第1のシングルモーダル損失を決定するように構成され、ここで、前記第1のシングルモーダル損失は、前記第1の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第2の類似度と正の相関を有する。 According to some embodiments, the first loss unit 740 is further configured to determine the first single-modal loss based on a first similarity between the first representation and the second representation and a second similarity between the first representation and a second representation of another sample tuple, where the first single-modal loss is negatively correlated with the first similarity and positively correlated with the second similarity.

いくつかの実施例によれば、前記第3の損失ユニット760は更に、前記第1のターゲット表現と前記第2のターゲット表現の第3の類似度、及び前記第1のターゲット表現と他のサンプルタプルの第2のターゲット表現の第4の類似度に基づき、前記第1のクロスモーダル損失を決定するように構成され、ここで、前記第1のクロスモーダル損失は、前記第3の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第4の類似度と正の相関を有する。 According to some embodiments, the third loss unit 760 is further configured to determine the first cross-modal loss based on a third similarity between the first target representation and the second target representation and a fourth similarity between the first target representation and a second target representation of another sample tuple, where the first cross-modal loss is negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fourth similarity.

いくつかの実施例によれば、前記第3の損失ユニット760は更に、前記第1のターゲット表現と前記第2のターゲット表現の第3の類似度、及び前記第2のターゲット表現と他のサンプルタプルの第1のターゲット表現の第5の類似度に基づき、前記第2のクロスモーダル損失を決定するように構成され、ここで、前記第2のクロスモーダル損失は、前記第3の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第5の類似度と正の相関を有する。 According to some embodiments, the third loss unit 760 is further configured to determine the second cross-modal loss based on a third similarity between the first target representation and the second target representation and a fifth similarity between the second target representation and the first target representation of another sample tuple, where the second cross-modal loss is negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fifth similarity.

いくつかの実施例によれば、前記全体の損失は、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失の加重和である。 According to some embodiments, the overall loss is a weighted sum of the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss.

いくつかの実施例によれば、装置700は、予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うように構成される微調整ユニットを更に含む。 According to some embodiments, the device 700 further comprises a fine-tuning unit configured to perform fine-tuning on the multimodal representation model based on matching data pairs in a predefined application scenario.

いくつかの実施例によれば、前記マッチングデータペアはターゲットデータモーダルの第1のデータと第2のデータを含み、前記第1のデータと前記第2のデータの意味はマッチングし、ここで、前記微調整ユニットは更に、前記マッチングデータペアに基づき、前記ターゲットデータモーダルに対応する表現ユニットに対する微調整を行うように構成される。 According to some embodiments, the matching data pair comprises first data and second data of a target data modal, the meanings of the first data and the second data matching, and wherein the fine-tuning unit is further configured to perform fine-tuning on a representation unit corresponding to the target data modal based on the matching data pair.

いくつかの実施例によれば、前記マッチングデータペアは、第1のデータモーダルの第1のデータと第2のデータモーダルの第2のデータを含み、前記第1のデータと前記第2のデータの意味はマッチングし、ここで、前記微調整ユニットは、前記第1のデータに基づき、前記第1のデータモーダルの第1のデータサンプルと第2のデータサンプルを生成するように構成される第1の生成サブユニットと、前記第2のデータに基づき、前記第2のデータモーダルの第3のデータサンプルと第4のデータサンプルを生成するように構成される第2の生成サブユニットと、前記第1のデータサンプルと、前記第2のデータサンプルと、前記第3のデータサンプルと、前記第4のデータサンプルに基づき、データサンプルタプルを構築するように構成される第3の生成サブユニットと、データサンプルタプルに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うように構成される微調整サブユニットと、を含む。 According to some embodiments, the matching data pair includes first data of a first data modal and second data of a second data modal, the meanings of the first data and the second data matching, and the fine-tuning unit includes a first generation subunit configured to generate a first data sample and a second data sample of the first data modal based on the first data, a second generation subunit configured to generate a third data sample and a fourth data sample of the second data modal based on the second data, a third generation subunit configured to construct a data sample tuple based on the first data sample, the second data sample, the third data sample, and the fourth data sample, and a fine-tuning subunit configured to perform fine-tuning on the multimodal representation model based on the data sample tuple.

いくつかの実施例によれば、前記第1のデータモーダルと前記第2のデータモーダルは、テキストモーダル、画像モーダル、ビデオモーダル、オーディオモーダルのいずれか2つである。 According to some embodiments, the first data modal and the second data modal are any two of a text modal, an image modal, a video modal, and an audio modal.

本開示の実施例によれば、クロスモーダル検索装置を更に提供する。図8は、本開示の実施例によるクロスモーダル検索装置800を示す構成ブロック図である。図8に示すように、装置800は、
第1の取得ユニット810であって、第1のデータモーダルの検索対象を取得するように構成されるものと、
表現ユニット820であって、前記検索対象をマルチモーダル表現モデルに入力することで、前記検索対象に対応する第1の表現を取得するように構成されるものと、
第2の取得ユニット830であって、第2のデータモーダルの複数の候補対象のそれぞれの第2の表現を取得するように構成され、ここで、前記第2の表現は、対応する候補対象を前記マルチモーダル表現モデルに入力することにより得られたものと、
決定ユニット840であって、前記第1の表現と各第2の表現の類似度に基づき、前記複数の候補対象から前記検索対象にマッチングするターゲット対象を決定するように構成され、ここで、前記マルチモーダル表現モデルは、上記マルチモーダル表現モデルに基づくトレーニング装置でトレーニングすることで得られたものと、を含む。
According to an embodiment of the present disclosure, there is further provided a cross-modal search device. Fig. 8 is a block diagram showing a cross-modal search device 800 according to an embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 8, the device 800 includes:
A first acquisition unit 810 configured to acquire a search object of a first data modality;
a representation unit 820 configured to input the search subject into a multimodal representation model to obtain a first representation corresponding to the search subject;
a second acquisition unit 830 configured to acquire a second representation of each of a plurality of candidate objects of a second data modality, where the second representation is obtained by inputting the corresponding candidate object into the multimodal representation model;
a determination unit 840 configured to determine a target object matching the search object from the plurality of candidate objects based on a similarity between the first representation and each second representation, where the multimodal representation model is obtained by training with a training device based on the multimodal representation model.

本開示の実施例によれば、正確なクロスモーダル検索を実現することができる。 According to the embodiments of the present disclosure, accurate cross-modal search can be achieved.

本開示の実施例によれば、クロスモーダル推論装置を更に提供する。図9は、本開示の実施例によるクロスモーダル推論装置900を示す構成ブロック図である。図9に示すように、装置900は、
取得ユニット910であって、第1のデータモーダルの第1の対象と第2のデータモーダルの第2の対象を取得するように構成されるものと、
表現ユニット920であって、前記第1の対象と前記第2の対象をそれぞれマルチモーダル表現モデルに入力することで、前記第1の対象に対応する第1の表現と前記第2の対象に対応する第2の表現を取得するように構成されるものと、
決定ユニット930であって、前記第1の表現と前記第2の表現の類似度に基づき、前記第1の対象と前記第2の対象の推論タグを決定するように構成され、ここで、前記マルチモーダル表現モデルは、上記マルチモーダル表現モデルに基づくトレーニング装置でトレーニングすることで得られたものと、を含む。
According to an embodiment of the present disclosure, there is further provided a cross-modal reasoning apparatus. Fig. 9 is a block diagram showing a cross-modal reasoning apparatus 900 according to an embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 9, the apparatus 900 includes:
an acquisition unit 910 configured to acquire a first object of a first data modal and a second object of a second data modal;
a representation unit 920 configured to input the first object and the second object into a multimodal representation model, respectively, to obtain a first representation corresponding to the first object and a second representation corresponding to the second object;
a determining unit 930 configured to determine inferred tags for the first object and the second object based on a similarity between the first representation and the second representation, where the multimodal representation model includes a multimodal representation model obtained by training with a training device based on the multimodal representation model.

本開示の実施例によれば、正確なクロスモーダル推論を実現することができる。 According to the embodiments of the present disclosure, accurate cross-modal inference can be achieved.

理解すべきことは、図7に示すように装置700の各ユニットは図1に記載の方法100における各ステップに対応してもよく、図8に示すように装置800の各ユニットは図4に記載の方法400における各ステップに対応してもよく、図9に示すように装置900の各ユニットは図6に記載の方法600における各ステップに対応してもよいことである。これにより、上記方法100について説明する操作、特徴と利点は装置700及びそれに含まれるユニットにも適用され、上記方法400について説明する操作、特徴と利点は装置800及びそれに含まれるユニットにも適用され、上記方法600について説明する操作、特徴と利点同じは装置900及びそれに含まれるユニットにも適用される。簡潔のために、いくつかの操作、特徴及び利点はここでは説明を省略する。 It should be understood that, as shown in FIG. 7, each unit of the apparatus 700 may correspond to each step in the method 100 in FIG. 1, as shown in FIG. 8, each unit of the apparatus 800 may correspond to each step in the method 400 in FIG. 4, and as shown in FIG. 9, each unit of the apparatus 900 may correspond to each step in the method 600 in FIG. 6. Thus, the operations, features and advantages described for the method 100 above also apply to the apparatus 700 and the units included therein, the operations, features and advantages described for the method 400 above also apply to the apparatus 800 and the units included therein, and the operations, features and advantages described for the method 600 above also apply to the apparatus 900 and the units included therein. For the sake of brevity, some operations, features and advantages are not described here.

特定の機能は上記で特定のユニットを参照して論じられているが、本明細書で論じた各ユニットの機能は複数のユニットに分割されてもよく、及び/又は複数のユニットの少なくともいくつかの機能は単一のユニットに組み合わせてもよいことに留意されたい。例えば、以上で説明した第1の入力ユニット720と第2の入力ユニット730は、いくつかの実施例では、単一のユニットに組み合わせてもよい。 Although certain functionality is discussed above with reference to specific units, it should be noted that the functionality of each unit discussed herein may be split into multiple units and/or at least some functionality of multiple units may be combined into a single unit. For example, the first input unit 720 and the second input unit 730 described above may, in some embodiments, be combined into a single unit.

本明細書では、ソフトウェアハードウェア要素又はプログラムユニットの一般的なコンテキストで様々な技術を説明することができることも理解されたい。上記の図7~図9で説明された各ユニットに関しては、ハードウェアにおいて、又はソフトウェア及び/又はファームウェアと組み合わされたハードウェアにおいて実装することができる。例えば、これらのユニットは、1つ又は複数のプロセッサにおいて実行され、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されるように構成されたコンピュータプログラムコード/命令として実装することができる。選択的に、これらのユニットはハードウェアロジック/回路として実装することができる。例えば、いくつかの実施例では、ユニット710~930のうちの1つ又は複数は、チップシステム(System on Chip、SoC)に一緒に実装されてもよい。SoCは、集積回路チップ(例えば、プロセッサ(例えば、中央処理ユニット(Central Processing Unit、CPU)、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor、DSP)などを含む)、メモリ、1つ又は複数の通信インターフェース、及び/又は他の回路中の1つ又は複数のコンポーネント)を含んでもよく、オプションで受信したプログラムコードの実行、及び/又は埋め込みファームウェアを含むことで機能を実行することができる。 It should also be understood that various techniques may be described herein in the general context of software hardware elements or program units. With respect to each unit described in Figures 7-9 above, it may be implemented in hardware or in hardware in combination with software and/or firmware. For example, these units may be implemented as computer program code/instructions configured to be executed in one or more processors and stored in a computer-readable storage medium. Alternatively, these units may be implemented as hardware logic/circuitry. For example, in some embodiments, one or more of units 710-930 may be implemented together in a System on Chip (SoC). An SoC may include integrated circuit chips (e.g., a processor (e.g., including a Central Processing Unit (CPU), microcontroller, microprocessor, digital signal processor (DSP), etc.), memory, one or more communication interfaces, and/or one or more components in other circuits) that can optionally execute received program code and/or include embedded firmware to perform functions.

本開示の実施例によれば、電子機器を提供し、前記電子機器は、少なくとも1つのプロセッサと、上記少なくとも1つのプロセッサに通信接続されたメモリを含み、このメモリには、上記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能な命令を記憶し、この命令は、上記少なくとも1つのプロセッサによって実行されることにより、上記少なくとも1つのプロセッサに本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法、クロスモーダル検索方法、クロスモーダル推論方法のうちの少なくとも1つを実行させる。 According to an embodiment of the present disclosure, there is provided an electronic device, the electronic device including at least one processor and a memory communicatively connected to the at least one processor, the memory storing instructions executable by the at least one processor, the instructions being executed by the at least one processor to cause the at least one processor to perform at least one of a multimodal representation model training method, a cross-modal search method, and a cross-modal inference method according to an embodiment of the present disclosure.

本開示の一態様によれば、本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法、クロスモーダル検索方法、クロスモーダル推論方法のうちの少なくとも1つをコンピュータに実行させるためのコンピュータ命令が記憶された非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提供する。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a non-transitory computer-readable storage medium having stored thereon computer instructions for causing a computer to execute at least one of a multimodal representation model training method, a cross-modal search method, and a cross-modal inference method according to an embodiment of the present disclosure.

本開示の一態様によれば、プロセッサによって実行されると、本開示の実施例によるマルチモーダル表現モデルのトレーニング方法、クロスモーダル検索方法、クロスモーダル推論方法のうちの少なくとも1つを実現するコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品を提供する。 According to one aspect of the present disclosure, a computer program product is provided that includes a computer program that, when executed by a processor, realizes at least one of a multimodal representation model training method, a cross-modal search method, and a cross-modal inference method according to an embodiment of the present disclosure.

図10に示すように、ここでは、本開示の様々な態様に適用可能なハードウェア装置の一例である、本開示のサーバ又はクライアントとして利用可能な電子機器1000の構成ブロック図について説明する。電子機器は、様々な形態のデジタル電子コンピュータ、例えば、ラップトップ型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ステージ、個人用デジタル補助装置、サーバ、ブレードサーバ、大型コンピュータ、その他の適切なコンピュータを示す。電子機器は更に、様々な形態の移動装置、例えば、個人用デジタル補助装置、セルラー電話、スマートフォン、着用可能な装置とその他の類似する計算装置を示してよい。本明細書に示される部品、これらの接続関係及びこれらの機能は例示的なものに過ぎず、本明細書に説明した及び/又は請求した本開示の実現を制限しない。 As shown in FIG. 10, a block diagram of an electronic device 1000 that can be used as a server or client of the present disclosure, which is an example of a hardware device applicable to various aspects of the present disclosure, is described here. The electronic device may represent various forms of digital electronic computers, such as laptop computers, desktop computers, stages, personal digital assistants, servers, blade servers, mainframe computers, and other suitable computers. The electronic device may also represent various forms of mobile devices, such as personal digital assistants, cellular phones, smartphones, wearable devices, and other similar computing devices. The components, their connections, and their functions shown in this specification are merely exemplary and do not limit the implementation of the present disclosure as described and/or claimed herein.

図10に示すように、電子機器1000は、計算ユニット1001を含み、それはリードオンリーメモリ(ROM)1002に記憶されたコンピュータプログラム又は記憶ユニット1008からランダムアクセスメモリ(RAM)1003にロードされるコンピュータプログラムによって、種々の適当な動作と処理を実行することができる。RAM 1003において、更に機器1000を操作するために必要な様々なプログラムとデータを記憶してもよい。計算ユニット1001、ROM 1002及びRAM 1003は、バス1004を介して互いに接続される。入力/出力(I/O)インターフェース1005も、バス1004に接続される。 As shown in FIG. 10, the electronic device 1000 includes a computing unit 1001, which can perform various suitable operations and processes by computer programs stored in a read-only memory (ROM) 1002 or loaded from a storage unit 1008 into a random access memory (RAM) 1003. The RAM 1003 may further store various programs and data required to operate the device 1000. The computing unit 1001, the ROM 1002, and the RAM 1003 are connected to each other via a bus 1004. An input/output (I/O) interface 1005 is also connected to the bus 1004.

電子機器1000における複数の部品はI/Oインターフェース1005に接続され、入力ユニット1006、出力ユニット1007、記憶ユニット1008及び通信ユニット1009を含む。入力ユニット1006は、機器1000に情報を入力することが可能ないずれかのタイプの装置であってもよく、入力ユニット1006は、入力された数字又は文字情報を受信することができ、電子機器のユーザ設定及び/又は機能制御に関するキー信号入力を生成することができ、マウス、キーボード、タッチスクリーン、トラックボード、トラックボール、操作レバー、マイク及び/又はリモコンを含んでもよいが、これらに限定されない。出力ユニット1007は、情報を提示することが可能ないずれかのタイプの装置であってもよく、ディスプレイ、スピーカ、ビデオ/オーディオ出力端末、バイブレータ、及び/又はプリンタを含んでもよいが、これらに限定されない。記憶ユニット1008は磁気ディスク、光ディスクを含んでもよいが、これらに限定されない。通信ユニット1009は、機器1000が例えば、インターネットであるコンピュータネットワーク及び/又は様々な電気通信ネットワークを介して他の装置と情報/データのやりとりをすることを可能にし、モデム、ネットワークカード、赤外線通信装置、無線通信送受信機、及び/又はチップセット、例えば、ブルートゥース(登録商標)TM装置、802.11装置、Wi-Fi装置、WiMAX装置、セルラー通信装置及び/又は類似物を含んでもよいが、これらに限定されない。 The components of the electronic device 1000 are connected to an I/O interface 1005, and include an input unit 1006, an output unit 1007, a storage unit 1008, and a communication unit 1009. The input unit 1006 may be any type of device capable of inputting information to the device 1000, and the input unit 1006 may receive input numeric or character information and generate key signal inputs related to user settings and/or function control of the electronic device, and may include, but is not limited to, a mouse, a keyboard, a touch screen, a trackboard, a trackball, a control lever, a microphone, and/or a remote control. The output unit 1007 may be any type of device capable of presenting information, and may include, but is not limited to, a display, a speaker, a video/audio output terminal, a vibrator, and/or a printer. The storage unit 1008 may include, but is not limited to, a magnetic disk, an optical disk. The communications unit 1009 enables the device 1000 to exchange information/data with other devices via a computer network, e.g., the Internet, and/or various telecommunications networks, and may include, but is not limited to, a modem, a network card, an infrared communications device, a wireless communications transceiver, and/or a chipset, e.g., a Bluetooth device, an 802.11 device, a Wi-Fi device, a WiMAX device, a cellular communications device, and/or the like.

計算ユニット1001は処理及びコンピューティング能力を有する様々な汎用及び/又は専用の処理コンポーネントであってもよい。計算ユニット1001のいくつかの例として、中央処理ユニット(CPU)、グラフィックス処理ユニット(GPU)、様々な専用人工知能(AI)計算チップ、機械学習モデルアルゴリズムを実行する様々な計算ユニット、デジタル信号プロセッサ(DSP)、及び任意の適当なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラなどを含んでもよいが、これらに限定されない。計算ユニット1001は上記内容で説明した各方法と処理、例えば、方法100、400と600を実行する。例えば、いくつかの実施例では、方法100、400と600は記憶ユニット1008のような機械可読媒体に有形に組み込まれたコンピュータソフトウェアプログラムとして実装されてもよい。いくつかの実施例では、コンピュータプログラムの一部又は全部は、ROM 1002及び/又は通信ユニット1009を介して機器1000にロード及び/又はインストールされてもよい。コンピュータプログラムがRAM 1003にロードされて計算ユニット1001によって実行されると、上記で説明した方法100、400又は600の1つ又は複数のステップを実行することができる。代替的に、他の実施例では、計算ユニット1001は、他のいずれかの適当な方法で(例えば、ファームウェアを用いて)、方法100、400、600のうち少なくとも1つを実行するように構成される。 The computing unit 1001 may be any of a variety of general-purpose and/or special-purpose processing components having processing and computing capabilities. Some examples of the computing unit 1001 may include, but are not limited to, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), various special-purpose artificial intelligence (AI) computing chips, various computing units that execute machine learning model algorithms, digital signal processors (DSPs), and any suitable processor, controller, microcontroller, etc. The computing unit 1001 executes each of the methods and processes described above, such as methods 100, 400, and 600. For example, in some embodiments, the methods 100, 400, and 600 may be implemented as a computer software program tangibly embodied in a machine-readable medium, such as the storage unit 1008. In some embodiments, some or all of the computer program may be loaded and/or installed into the device 1000 via the ROM 1002 and/or the communication unit 1009. When the computer program is loaded into RAM 1003 and executed by the computing unit 1001, it can perform one or more steps of the methods 100, 400 or 600 described above. Alternatively, in other embodiments, the computing unit 1001 is configured to perform at least one of the methods 100, 400, 600 in any other suitable manner (e.g., using firmware).

本明細書で上述したシステム及び技術の様々な実施形態は、デジタル電子回路システム、集積回路システム、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)、特定用途向け標準製品(ASSP)、システムオンチップ(SOC)、複雑なプログラマブル論理デバイス(CPLD)、ソフトウェア・ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び/又はこれらの組み合わせにおいて実装することができる。これらの様々な実施形態は、一つ又は複数のコンピュータプログラムに実施され、この一つ又は複数のコンピュータプログラムは少なくとも1つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステムで実行し及び/又は解釈してもよく、このプログラマブルプロセッサは専用又は汎用プログラマブルプロセッサであってもよく、記憶システム、少なくとも1つの入力装置、少なくとも1つの出力装置からデータと命令を受信し、データと命令をこの記憶システム、この少なくとも1つの入力装置、この少なくとも1つの出力装置に送信してよいこと、を含んでもよい。 Various embodiments of the systems and techniques described herein above may be implemented in digital electronic circuitry systems, integrated circuit systems, field programmable gate arrays (FPGAs), application specific integrated circuits (ASICs), application specific standard products (ASSPs), systems on chips (SOCs), complex programmable logic devices (CPLDs), software hardware, firmware, software, and/or combinations thereof. These various embodiments may be embodied in one or more computer programs that may be executed and/or interpreted by a programmable system that includes at least one programmable processor, which may be a dedicated or general purpose programmable processor, and may include receiving data and instructions from a storage system, at least one input device, at least one output device, and transmitting data and instructions to the storage system, the at least one input device, and the at least one output device.

本開示の方法を実施するプログラムコードは一つ又は複数のプログラミング言語のいかなる組み合わせで書かれてよい。これらのプログラムコードを汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサ又はコントローラに提供してよく、よってプログラムコードはプロセッサ又はコントローラにより実行される時にフローチャート及び/又はブロック図に規定の機能/操作を実施する。プログラムコードは完全に機械で実行してよく、部分的に機械で実行してよく、独立ソフトウェアパッケージとして部分的に機械で実行し且つ部分的に遠隔機械で実行してよく、又は完全に遠隔機械又はサーバで実行してよい。 Program code implementing the methods of the present disclosure may be written in any combination of one or more programming languages. These program codes may be provided to a processor or controller of a general purpose computer, special purpose computer or other programmable data processing apparatus such that when executed by the processor or controller, the program code performs the functions/operations specified in the flowcharts and/or block diagrams. The program code may be fully executed on a machine, partially executed on a machine, partially executed on a machine and partially executed on a remote machine as a separate software package, or fully executed on a remote machine or server.

本開示のコンテキストにおいて、機械可読媒体は有形の媒体であってもよく、命令実行システム、装置又はデバイスに使用される又は命令実行システム、装置又はデバイスに結合されて使用されるプログラムを具備又は記憶してよい。機械可読媒体は機械可読信号媒体又は機械可読記憶媒体であってもよい。機械可読媒体は、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、又は半導体システム、装置又はデバイス、又は上記内容のいかなる適切な組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。機械可読記憶媒体のより具体的な例は、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD-ROM)、光記憶装置、磁気記憶装置、又は上記内容のいかなる適切な組み合わせを含む。 In the context of this disclosure, a machine-readable medium may be a tangible medium, which may include or store a program for use in or in conjunction with an instruction execution system, apparatus, or device. A machine-readable medium may be a machine-readable signal medium or a machine-readable storage medium. A machine-readable medium may include, but is not limited to, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, apparatus, or device, or any suitable combination of the above. More specific examples of machine-readable storage media include portable computer disks , hard disks, random access memories (RAMs), read-only memories (ROMs), erasable programmable read-only memories (EPROMs or flash memories), portable compact disk read-only memories (CD-ROMs) , optical storage devices, magnetic storage devices, or any suitable combination of the above.

ユーザとのインタラクションを提供するために、コンピュータにはここで説明したシステムと技術を実施してよく、このコンピュータは、ユーザに情報を表示するための表示装置(例えば、CRT(陰極線管)又はLCD(液晶ディスプレイ)監視モニタ)、及びキーボードとポインティング装置(例えば、マウスやトラックボール)を備え、ユーザはこのキーボードとこのポインティング装置を介してコンピュータに入力してよい。その他の種類の装置は更に、ユーザとのインタラクションを提供するためのものであってもよい。例えば、ユーザに提供するフィードバックはいかなる形態の感覚フィードバック(例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバック)であってもよく、いかなる形態(音入力、音声入力、又は触覚入力を含む)でユーザからの入力を受信してよい。 To provide for interaction with a user, a computer may implement the systems and techniques described herein and include a display device (e.g., a CRT (cathode ray tube) or LCD (liquid crystal display) monitor) for displaying information to a user, and a keyboard and pointing device (e.g., a mouse or trackball) through which the user may provide input to the computer. Other types of devices may also be provided for providing interaction with a user. For example, feedback provided to the user may be any form of sensory feedback (e.g., visual feedback, auditory feedback, or haptic feedback), and may receive input from the user in any form (including sound input, speech input, or tactile input).

ここで述べたシステムや技術は、バックステージ部材を含む計算システム(例えば、データサーバとして)や、ミドルウェア部材を含む計算システム(例えば、アプリケーションサーバ)や、フロントエンド部材を含む計算システム(例えば、グラフィカルユーザインターフェースやウェブブラウザを有するユーザコンピュータ、ユーザが、そのグラフィカルユーザインターフェースやウェブブラウザを通じて、それらのシステムや技術の実施形態とのインタラクションを実現できる)、あるいは、それらのバックステージ部材、ミドルウェア部材、あるいはフロントエンド部材の任意の組み合わせからなる計算システムには実施されてもよい。システムの部材は、任意の形式や媒体のデジタルデータ通信(例えば、通信ネットワーク)により相互に接続されてもよい。通信ネットワークの一例は、ローカルネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)とインターネットを含む。 The systems and techniques described herein may be implemented in a computing system that includes a backstage component (e.g., as a data server), a middleware component (e.g., an application server), a front-end component (e.g., a user computer having a graphical user interface or a web browser through which a user can interact with the system or technique embodiment), or any combination of the backstage components, middleware components, or front-end components. The components of the system may be interconnected by any form or medium of digital data communication (e.g., a communications network). Examples of communications networks include a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet.

コンピュータシステムは、クライアント側とサーバを含んでもよい。クライアント側とサーバは、一般的に相互に遠く離れ、通常、通信ネットワークを介してインタラクションを行う。互いにクライアント側-サーバという関係を有するコンピュータプログラムを対応するコンピュータで運転することによってクライアント側とサーバとの関係を生成する。サーバは、クラウドサーバであってもよく、分散型システムのサーバでも、又はブロックチェーンと組み合わされたサーバであってもよい。 The computer system may include a client side and a server. The client side and the server are generally remote from each other and usually interact with each other via a communication network. The relationship between the client side and the server is generated by running computer programs having a client side-server relationship with each other on corresponding computers. The server may be a cloud server, a server of a distributed system, or a server combined with a blockchain.

理解すべきこととして、前述した様々な形態のフローを用いて、ステップを改めて順位付け、増加又は削除してよい。例えば、本開示に記載された各ステップは、並列的に実行してもよいし、順次実行してもよいし、異なる順序で実行させてもよいし、本開示に開示された技術案が所望する結果を実現できれば、本文はこれに限定されないことである。 It should be understood that steps may be reordered, added, or removed using the various forms of flow described above. For example, the steps described in this disclosure may be performed in parallel, sequentially, or in a different order, and the present disclosure is not limited thereto so long as the technical solutions disclosed in this disclosure achieve the desired results.

本開示の実施例又は例は図面を参照して説明されたが、上記の方法、システム、及び装置は単なる例示的な実施例又は例であり、本発明の範囲はこれらの実施例又は例によって制限されるものではなく、授権後の特許請求の範囲及びその均等範囲のみによって限定されることを理解されたい。実施例又は例の様々な要素は省略されてもよく、又はそれらの均等要素によって代替されてもよい。なお、各ステップは、本開示で説明した順序とは異なる順序で実行されてもよい。更に、実施例又は例の様々な要素は、様々な方法で組み合わせられてもよい。重要なのは、技術の進化に伴い、ここで説明される多くの要素は、本開示の後に現れる同等の要素に置き換えることができるということである。 Although the embodiments or examples of the present disclosure have been described with reference to the drawings, it should be understood that the above methods, systems, and devices are merely illustrative embodiments or examples, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments or examples, but only by the scope of the claims and their equivalents after grant. Various elements of the embodiments or examples may be omitted or replaced by their equivalent elements. In addition, each step may be performed in an order different from the order described in this disclosure. Furthermore, various elements of the embodiments or examples may be combined in various ways. It is important to note that as technology evolves, many elements described herein may be replaced by equivalent elements that appear later in this disclosure.

Claims (28)

マルチモーダル表現モデルのためにコンピュータにより実装されるトレーニング方法であって、前記マルチモーダル表現モデルは、第1のデータモーダルに対応する第1の表現モジュールと、第2のデータモーダルに対応する第2の表現モジュールと、を含み、当該トレーニング方法は、
サンプルタプルを取得し、前記サンプルタプルは、前記第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び前記第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含み、前記サンプルタプルに含まれる各サンプルの意味は一致することと、
前記第1のサンプルと前記第2のサンプルをそれぞれ前記第1の表現モジュールに入力することで、前記第1のサンプルの第1の表現と前記第2のサンプルの第2の表現を取得することと、
前記第3のサンプルと前記第4のサンプルをそれぞれ前記第2の表現モジュールに入力することで、前記第3のサンプルの第3の表現と前記第4のサンプルの第4の表現を取得することと、
前記第1の表現と前記第2の表現の第1の類似度、及び前記第1の表現と他のサンプルタプルの第2の表現の第2の類似度に基づき、前記第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を決定し、前記第1のシングルモーダル損失は、前記第1の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第2の類似度と正の相関を有することと、
前記第3の表現と前記第4の表現の第6の類似度、及び前記第3の表現と他のサンプルタプルの第4の表現の第7の類似度に基づき、前記第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定し、前記第2のシングルモーダル損失は、前記第6の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第7の類似度と正の相関を有することと、
第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、前記第1のデータモーダルから前記第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、前記第2のデータモーダルから前記第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定し、前記第1のターゲット表現は前記第1の表現と前記第2の表現のうちのいずれか1つであり、前記第2のターゲット表現は前記第3の表現と前記第4の表現のうちのいずれか1つであり、前記第1のターゲット表現と前記第2のターゲット表現の第3の類似度、及び前記第1のターゲット表現と他のサンプルタプルの第2のターゲット表現の第4の類似度に基づき、前記第1のクロスモーダル損失を決定し、前記第1のクロスモーダル損失は、前記第3の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第4の類似度と正の相関を有し、前記第1のターゲット表現と前記第2のターゲット表現の第3の類似度、及び前記第2のターゲット表現と他のサンプルタプルの第1のターゲット表現の第5の類似度に基づき、前記第2のクロスモーダル損失を決定し、前記第2のクロスモーダル損失は、前記第3の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第5の類似度と正の相関を有することと、
前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定することと、
前記全体の損失を減少させるために、前記マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整することと、を含む、
方法。
1. A computer-implemented training method for a multi-modal representation model, the multi-modal representation model including a first representation module corresponding to a first data modality and a second representation module corresponding to a second data modality, the training method comprising:
obtaining a sample tuple, the sample tuple including a first sample and a second sample of the first data modal, and a third sample and a fourth sample of the second data modal, the meanings of the samples included in the sample tuple being consistent ;
inputting the first sample and the second sample into the first representation module, respectively, to obtain a first representation of the first sample and a second representation of the second sample;
inputting the third sample and the fourth sample into the second representation module, respectively, to obtain a third representation of the third sample and a fourth representation of the fourth sample;
determining a first unimodal loss for the first data modal based on a first similarity between the first representation and the second representation and a second similarity between the first representation and a second representation of another sample tuple , the first unimodal loss being negatively correlated with the first similarity and positively correlated with the second similarity ;
determining a second single-modal loss for the second data modal based on a sixth similarity between the third representation and the fourth representation and a seventh similarity between the third representation and a fourth representation of another sample tuple , the second single-modal loss being negatively correlated with the sixth similarity and positively correlated with the seventh similarity;
Based on a first target representation and a second target representation, a first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal are determined, the first target representation being one of the first representation and the second representation, the second target representation being one of the third representation and the fourth representation , a third similarity between the first target representation and the second target representation, and a third similarity between the first target representation and the other sample data. determining the first cross-modal loss based on a fourth similarity between the first target representation and the second target representation of another sample tuple, the first cross-modal loss being negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fourth similarity; determining the second cross-modal loss based on a third similarity between the first target representation and the second target representation and a fifth similarity between the second target representation and a first target representation of another sample tuple, the second cross-modal loss being negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fifth similarity ;
determining an overall loss of the multimodal representation model based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss;
and adjusting parameters of the multi-modal representation model to reduce the overall loss.
method.
生データペアを取得し、前記生データペアは、前記第1のデータモーダルの第1の生データと前記第2のデータモーダルの第2の生データを含み、前記第1の生データと前記第2の生データの意味は一致することと、
前記第1の生データに基づき、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルを生成することと、
前記第2の生データに基づき、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルを生成することと、を更に含む、請求項1に記載の方法。
obtaining raw data pairs, the raw data pairs including first raw data of the first data modal and second raw data of the second data modal, the first raw data and the second raw data being semantically consistent ;
generating the first sample and the second sample based on the first raw data;
The method of claim 1 , further comprising generating the third sample and the fourth sample based on the second raw data.
前記第1の生データに基づき、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルを生成することは、
前記第1の生データに対する第1のデータ拡張処理を行うことで、前記第1のサンプルを生成することと、
前記第1の生データに対する第2のデータ拡張処理を行うことで、前記第1のサンプルと異なる前記第2のサンプルを生成することと、を含む、請求項2に記載の方法。
generating the first sample and the second sample based on the first raw data,
performing a first data augmentation process on the first raw data to generate the first samples;
3. The method of claim 2, further comprising: performing a second data augmentation operation on the first raw data to generate the second samples, the second samples being different from the first samples.
前記第1のサンプルと前記第2のサンプルは前記第1の生データと同じであり、前記第1の表現モジュールはランダムノイズを添加することで、前記第1の表現を前記第2の表現から異ならせるように構成される、請求項2に記載の方法。 The method of claim 2, wherein the first sample and the second sample are the same as the first raw data, and the first representation module is configured to make the first representation different from the second representation by adding random noise. 前記第1のデータモーダルはテキストモーダルであり、前記第1の表現モジュールはドロップアウト処理層を含むテキストエンコーダであり、前記ドロップアウト処理層のドロップ確率は予め設定された閾値より小さい、請求項4に記載の方法。 5. The method of claim 4, wherein the first data modal is a text modal and the first representation module is a text encoder including a dropout processing layer, the drop probability of the dropout processing layer being less than a preset threshold. 前記全体の損失は、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失の加重和である、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the overall loss is a weighted sum of the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss. 予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うことを更に含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising fine-tuning the multimodal representation model based on matching data pairs in a preset application scenario. 前記マッチングデータペアはターゲットデータモーダルの第1のデータと第2のデータを含み、前記第1のデータと前記第2のデータの意味は一致し、予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うことは、
前記マッチングデータペアに基づき、前記ターゲットデータモーダルに対応する表現モジュールに対する微調整を行うことを含む、請求項7に記載の方法。
The matching data pair includes a first data and a second data of a target data modality, and the meaning of the first data and the meaning of the second data are consistent . According to the matching data pair in a preset application scenario, fine-tuning the multi-modal expression model is performed.
The method of claim 7 , further comprising: making refinements to a representation module corresponding to the target data modal based on the matching data pairs.
前記マッチングデータペアは、第1のデータモーダルの第1のデータと第2のデータモーダルの第2のデータを含み、前記第1のデータと前記第2のデータの意味は一致し、予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うことは、
前記第1のデータに基づき、前記第1のデータモーダルの第1のデータサンプルと第2のデータサンプルを生成することと、
前記第2のデータに基づき、前記第2のデータモーダルの第3のデータサンプルと第4のデータサンプルを生成することと、
前記第1のデータサンプルと、前記第2のデータサンプルと、前記第3のデータサンプルと、前記第4のデータサンプルに基づき、データサンプルタプルを構築することと、
前記データサンプルタプルに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うこととを含む、請求項7に記載の方法。
The matching data pair includes first data of a first data modality and second data of a second data modality, and the first data and the second data have the same meaning. The matching data pair in a preset application scenario is used to fine-tune the multimodal expression model.
generating a first data sample and a second data sample of the first data modal based on the first data;
generating a third data sample and a fourth data sample of the second data modality based on the second data;
constructing a data sample tuple based on the first data sample, the second data sample, the third data sample, and the fourth data sample;
and performing fine - tuning on the multi-modal representation model based on the data sample tuples.
前記第1のデータモーダルと前記第2のデータモーダルは、テキストモーダル、画像モーダル、ビデオモーダル、オーディオモーダルのいずれか2つである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the first data modal and the second data modal are two of a text modal, an image modal, a video modal, and an audio modal. コンピュータによるクロスモーダル検索方法であって、
第1のデータモーダルの検索対象を取得することと、
前記検索対象をマルチモーダル表現モデルに入力することで、前記検索対象に対応する第1の表現を取得することと、
第2のデータモーダルの複数の候補対象のそれぞれの第2の表現を取得し、前記第2の表現は、対応する候補対象を前記マルチモーダル表現モデルに入力することにより得られたことと、
前記第1の表現と各第2の表現の類似度に基づき、前記複数の候補対象から前記検索対象に適合するターゲット対象を決定することと、を含み、
前記マルチモーダル表現モデルは、請求項1に記載の方法でトレーニングすることで得られたものである、クロスモーダル検索方法。
1. A computerized cross-modal search method, comprising:
Obtaining a search target of a first data modal;
inputting the search subject into a multimodal representation model to obtain a first representation corresponding to the search subject;
obtaining a second representation of each of a plurality of candidate objects of a second data modality, the second representation being obtained by inputting the corresponding candidate object into the multimodal representation model;
determining a target object that matches the search object from the plurality of candidate objects based on a similarity between the first representation and each of the second representations;
2. A method for cross-modal search, wherein the multi-modal representation model is obtained by training using the method of claim 1.
マルチモーダル表現モデルのトレーニング装置であって、前記マルチモーダル表現モデルは、第1のデータモーダルに対応する第1の表現ユニットと、第2のデータモーダルに対応する第2の表現ユニットを含み、当該トレーニング装置は、
第1の取得ユニットであって、サンプルタプルを取得するように構成され、前記サンプルタプルは、前記第1のデータモーダルの第1のサンプルと第2のサンプル、及び前記第2のデータモーダルの第3のサンプルと第4のサンプルを含み、前記サンプルタプルに含まれる各サンプルの意味は一致するものと、
第1の入力ユニットであって、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルをそれぞれ前記第1の表現ユニットに入力することで、前記第1のサンプルの第1の表現と前記第2のサンプルの第2の表現を取得するように構成されるものと、
第2の入力ユニットであって、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルをそれぞれ前記第2の表現ユニットに入力することで、前記第3のサンプルの第3の表現と前記第4のサンプルの第4の表現を取得するように構成されるものと、
第1の損失ユニットであって、前記第1の表現と前記第2の表現の第1の類似度、及び前記第1の表現と他のサンプルタプルの第2の表現の第2の類似度に基づき、前記第1のデータモーダルの第1のシングルモーダル損失を決定し、前記第1のシングルモーダル損失は、前記第1の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第2の類似度と正の相関を有するように構成されるものと、
第2の損失ユニットであって、前記第3の表現と前記第4の表現の第6の類似度、及び前記第3の表現と他のサンプルタプルの第4の表現の第7の類似度に基づき、前記第2のデータモーダルの第2のシングルモーダル損失を決定し、前記第2のシングルモーダル損失は、前記第6の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第7の類似度と正の相関を有するように構成されるものと、
第3の損失ユニットであって、第1のターゲット表現と第2のターゲット表現に基づき、前記第1のデータモーダルから前記第2のデータモーダルへの第1のクロスモーダル損失と、前記第2のデータモーダルから前記第1のデータモーダルへの第2のクロスモーダル損失を決定するように構成され、前記第1のターゲット表現は前記第1の表現と前記第2の表現のうちのいずれか1つであり、前記第2のターゲット表現は前記第3の表現と前記第4の表現のうちのいずれか1つであり、前記第1のターゲット表現と前記第2のターゲット表現の第3の類似度、及び前記第1のターゲット表現と他のサンプルタプルの第2のターゲット表現の第4の類似度に基づき、前記第1のクロスモーダル損失を決定し、前記第1のクロスモーダル損失は、前記第3の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第4の類似度と正の相関を有し、前記第1のターゲット表現と前記第2のターゲット表現の第3の類似度、及び前記第2のターゲット表現と他のサンプルタプルの第1のターゲット表現の第5の類似度に基づき、前記第2のクロスモーダル損失を決定し、前記第2のクロスモーダル損失は、前記第3の類似度と負の相関を有し、且つ、前記第5の類似度と正の相関を有するものと、
第4の損失ユニットであって、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失に基づき、前記マルチモーダル表現モデルの全体の損失を決定するように構成されるものと、
調整ユニットであって、前記全体の損失を減少させるために、前記マルチモーダル表現モデルのパラメータを調整するように構成されるものと、を含む、
装置。
1. An apparatus for training a multimodal representation model, the multimodal representation model comprising a first representation unit corresponding to a first data modality and a second representation unit corresponding to a second data modality, the training apparatus comprising:
a first acquiring unit configured to acquire a sample tuple, the sample tuple including a first sample and a second sample of the first data modal, and a third sample and a fourth sample of the second data modal, the meanings of the samples included in the sample tuple being consistent ;
a first input unit configured to input the first sample and the second sample to the first representation unit, respectively, to obtain a first representation of the first sample and a second representation of the second sample;
a second input unit configured to input the third sample and the fourth sample to the second representation unit, respectively, to obtain a third representation of the third sample and a fourth representation of the fourth sample;
a first loss unit configured to determine a first unimodal loss of the first data modal based on a first similarity between the first representation and the second representation and a second similarity between the first representation and a second representation of another sample tuple , the first unimodal loss being negatively correlated with the first similarity and positively correlated with the second similarity ;
a second loss unit configured to determine a second unimodal loss of the second data modal based on a sixth similarity between the third representation and the fourth representation and a seventh similarity between the third representation and a fourth representation of another sample tuple , the second unimodal loss being negatively correlated with the sixth similarity and positively correlated with the seventh similarity ;
a third loss unit configured to determine a first cross-modal loss from the first data modal to the second data modal and a second cross-modal loss from the second data modal to the first data modal based on a first target representation and a second target representation, the first target representation being any one of the first representation and the second representation, the second target representation being any one of the third representation and the fourth representation, a third similarity between the first target representation and the second target representation, and a fourth similarity between the first target representation and the second target representation and a fourth similarity between the first target representation and the second target representation. determining the first cross-modal loss based on a fourth similarity between the first target representation and the second target representation of another sample tuple, the first cross-modal loss being negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fourth similarity; determining the second cross-modal loss based on a third similarity between the first target representation and the second target representation and a fifth similarity between the second target representation and the first target representation of another sample tuple, the second cross-modal loss being negatively correlated with the third similarity and positively correlated with the fifth similarity;
a fourth loss unit configured to determine an overall loss of the multimodal representation model based on the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss; and
an adjustment unit configured to adjust parameters of the multimodal representation model to reduce the overall loss;
Device.
第2の取得ユニットであって、生データペアを取得するように構成され、前記生データペアは、前記第1のデータモーダルの第1の生データと前記第2のデータモーダルの第2の生データを含み、前記第1の生データと前記第2の生データの意味は一致するものと、
第1の生成ユニットであって、前記第1の生データに基づき、前記第1のサンプルと前記第2のサンプルを生成するように構成されるものと、
第2の生成ユニットであって、前記第2の生データに基づき、前記第3のサンプルと前記第4のサンプルを生成するように構成されるものと、を更に含む、請求項12に記載の装置。
a second acquiring unit configured to acquire a raw data pair, the raw data pair including first raw data of the first data modal and second raw data of the second data modal, the first raw data and the second raw data being semantically consistent ;
a first generating unit configured to generate the first sample and the second sample based on the first raw data;
The apparatus of claim 12 , further comprising: a second generating unit configured to generate the third sample and the fourth sample based on the second raw data.
前記第1の生成ユニットは、
第1の拡張サブユニットであって、前記第1の生データに対する第1のデータ拡張処理を行うことで、前記第1のサンプルを生成するように構成されるものと、
第2の拡張サブユニットであって、前記第1の生データに対する第2のデータ拡張処理を行うことで、前記第1のサンプルと異なる前記第2のサンプルを生成するように構成されるものと、を含む、請求項13に記載の装置。
The first generating unit is
a first enhancement subunit configured to perform a first data enhancement process on the first raw data to generate the first samples;
and a second enhancement subunit configured to perform a second data enhancement process on the first raw data to generate the second samples that differ from the first samples.
前記第1のサンプルと前記第2のサンプルは前記第1の生データと同じであり、前記第1の表現ユニットは、ランダムノイズを添加することで、前記第1の表現を前記第2の表現から異ならせるように構成される、請求項13に記載の装置。 14. The apparatus of claim 13, wherein the first samples and the second samples are the same as the first raw data, and the first representation unit is configured to make the first representation different from the second representation by adding random noise. 前記第1のデータモーダルはテキストモーダルであり、前記第1の表現ユニットはドロップアウト処理層を含むテキストエンコーダであり、前記ドロップアウト処理層のドロップ確率は予め設定された閾値より小さい、請求項15に記載の装置。 16. The apparatus of claim 15 , wherein the first data modal is a text modal and the first representation unit is a text encoder including a dropout processing layer, the drop probability of the dropout processing layer being less than a pre-set threshold. 前記全体の損失は、前記第1のシングルモーダル損失と、前記第2のシングルモーダル損失と、前記第1のクロスモーダル損失と、前記第2のクロスモーダル損失の加重和である、請求項12に記載の装置。 13. The apparatus of claim 12 , wherein the overall loss is a weighted sum of the first single-modal loss, the second single-modal loss, the first cross-modal loss, and the second cross-modal loss. 予め設定された適用場面におけるマッチングデータペアに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うように構成される微調整ユニットを更に含む、請求項12に記載の装置。 The apparatus of claim 12 , further comprising a fine-tuning unit configured to perform fine-tuning on the multimodal representation model based on matching data pairs in a preset application scenario. 前記マッチングデータペアはターゲットデータモーダルの第1のデータと第2のデータを含み、前記第1のデータと前記第2のデータの意味は一致し、前記微調整ユニットは更に、
前記マッチングデータペアに基づき、前記ターゲットデータモーダルに対応する表現ユニットに対する微調整を行うように構成される、請求項18に記載の装置。
The matching data pair includes first data and second data of a target data modal, and the first data and the second data have a matching meaning, and the fine-tuning unit further comprises:
The apparatus of claim 18 , configured to perform fine-tuning on a representation unit corresponding to the target data modal based on the matching data pairs.
前記マッチングデータペアは、第1のデータモーダルの第1のデータと第2のデータモーダルの第2のデータを含み、前記第1のデータと前記第2のデータの意味は一致し、前記微調整ユニットは、
前記第1のデータに基づき、前記第1のデータモーダルの第1のデータサンプルと第2のデータサンプルを生成するように構成される第1の生成サブユニットと、
前記第2のデータに基づき、前記第2のデータモーダルの第3のデータサンプルと第4のデータサンプルを生成するように構成される第2の生成サブユニットと、
前記第1のデータサンプルと、前記第2のデータサンプルと、前記第3のデータサンプルと、前記第4のデータサンプルに基づき、データサンプルタプルを構築するように構成される第3の生成サブユニットと、
データサンプルタプルに基づき、前記マルチモーダル表現モデルに対する微調整を行うように構成される微調整サブユニットと、を含む、請求項18に記載の装置。
The matching data pair includes first data of a first data modal and second data of a second data modal, and the first data and the second data have a matching meaning, and the fine-tuning unit:
a first generating subunit configured to generate a first data sample and a second data sample of the first data modal based on the first data;
a second generating subunit configured to generate a third data sample and a fourth data sample of the second data modality based on the second data;
a third generating subunit configured to construct a data sample tuple based on the first data sample, the second data sample, the third data sample, and the fourth data sample;
and a fine-tuning subunit configured to perform fine-tuning on the multi-modal representation model based on data sample tuples .
前記第1のデータモーダルと前記第2のデータモーダルは、テキストモーダル、画像モーダル、ビデオモーダル、オーディオモーダルのいずれか2つである、請求項12に記載の装置。 The apparatus of claim 12 , wherein the first data modal and the second data modal are any two of a text modal, an image modal, a video modal, and an audio modal. クロスモーダル検索装置であって、
第1の取得ユニットであって、第1のデータモーダルの検索対象を取得するように構成されるものと、
表現ユニットであって、前記検索対象をマルチモーダル表現モデルに入力することで、前記検索対象に対応する第1の表現を取得するように構成されるものと、
第2の取得ユニットであって、第2のデータモーダルの複数の候補対象のそれぞれの第2の表現を取得するように構成され、前記第2の表現は、対応する候補対象を前記マルチモーダル表現モデルに入力することにより得られたものと、
決定ユニットであって、前記第1の表現と各第2の表現の類似度に基づき、前記複数の候補対象から前記検索対象に適合するターゲット対象を決定するように構成されるものと、を含み、
前記マルチモーダル表現モデルは、請求項12に記載の装置でトレーニングすることで得られたものである、クロスモーダル検索装置。
A cross-modal search device, comprising:
a first acquiring unit configured to acquire a search subject of a first data modality;
a representation unit configured to input the search subject into a multimodal representation model to obtain a first representation corresponding to the search subject;
a second acquisition unit configured to acquire a second representation of each of a plurality of candidate objects in a second data modality, the second representation being obtained by inputting the corresponding candidate object into the multimodal representation model;
a determining unit configured to determine a target object matching the search object from the plurality of candidate objects based on a similarity between the first representation and each second representation;
The multimodal representation model is obtained by training with the device according to claim 12 .
電子機器であって、
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに通信接続されたメモリとを含み、
前記メモリには、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能な命令が記憶されており、前記命令は、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されることにより、前記少なくとも1つのプロセッサに請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の方法を実行させる、電子機器。
An electronic device,
At least one processor;
a memory communicatively coupled to the at least one processor;
11. An electronic device comprising: an electronic device having stored therein instructions executable by the at least one processor, the instructions, when executed by the at least one processor, causing the at least one processor to perform a method according to any one of claims 1 to 10 .
電子機器であって、An electronic device,
少なくとも1つのプロセッサと、At least one processor;
前記少なくとも1つのプロセッサに通信接続されたメモリとを含み、a memory communicatively coupled to the at least one processor;
前記メモリには、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能な命令が記憶されており、前記命令は、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されることにより、前記少なくとも1つのプロセッサに請求項11に記載の方法を実行させる、電子機器。12. An electronic device comprising: an electronic device having a memory configured to store instructions executable by the at least one processor, the instructions being executable by the at least one processor to cause the at least one processor to perform the method of claim 11.
コンピュータに請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータ命令が記憶された非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 A non-transitory computer readable storage medium having stored thereon computer instructions for causing a computer to carry out the method of any one of claims 1 to 10 . コンピュータに請求項11に記載の方法を実行させるためのコンピュータ命令が記憶された非一時的コンピュータ可読記憶媒体。A non-transitory computer readable storage medium having stored thereon computer instructions for causing a computer to perform the method of claim 11. プロセッサによって実行されると、請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の方法を前記プロセッサに実行させるコンピュータプログラム。 A computer program which, when executed by a processor, causes the processor to carry out a method according to any one of claims 1 to 10 . プロセッサによって実行されると、請求項11に記載の方法を前記プロセッサに実行させるコンピュータプログラム。A computer program which, when executed by a processor, causes the processor to perform the method of claim 11.
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