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# Computerwissenschaften# Computer Vision und Mustererkennung

Die fortschrittliche Maschinenvision mit dem Allsehenden Projekt

Ein neues Projekt verbessert das maschinelle Verständnis von visuellen Informationen durch einen grossen Datensatz.

― 6 min Lesedauer


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Inhaltsverzeichnis

Das All-Sehende Projekt hat das Ziel, wie Maschinen die Welt um sie herum erkennen und verstehen, zu verbessern. Dieses Projekt konzentriert sich darauf, einen riesigen Datensatz und ein Modell zu erstellen, das verschiedene Objekte und Konzepte in Bildern erkennen und verstehen kann.

Was wir gemacht haben

Wir haben einen umfassenden Datensatz erstellt, der über 1 Milliarde gekennzeichnete Regionen aus zahlreichen Bildern enthält. Jede Region hat spezifische Tags, die beschreiben, was sich in diesem Teil des Bildes befindet. Neben diesen Tags haben wir Frage-Antwort-Paare und detaillierte Beschreibungen hinzugefügt, die mehr Kontext bieten.

Dieser Datensatz deckt 3,5 Millionen verschiedene Konzepte ab, von alltäglichen Gegenständen bis hin zu seltenen Vorkommen. Ausserdem enthält er etwa 132 Milliarden Wörter, die diese Konzepte und ihre Merkmale beschreiben.

Um sicherzustellen, dass dieser Datensatz nützlich ist, haben wir eine skalierbare Daten-Engine eingesetzt. Diese Engine sammelt Menschliches Feedback und nutzt effiziente Modelle, um qualitativ hochwertige Daten zu erstellen. Durch die Kombination dieser Elemente haben wir ein neues Modell entwickelt, das visuelle Informationen bemerkenswert gut erkennen und verstehen kann.

Das All-Sehende Modell

Das Herzstück unseres Projekts ist das All-Sehende Modell, das wir ASM nennen. Dieses Modell ist so konzipiert, dass es auf verschiedene Weisen funktioniert, indem es offene Sprachaufforderungen und spezifische Standorte innerhalb von Bildern nutzt. Mit diesem Setup kann das Modell eine breite Palette von Aufgaben im Zusammenhang mit visuellem und sprachlichem Verständnis mit hervorragenden Ergebnissen ausführen, selbst wenn es bestimmte Aufgaben noch nie zuvor gesehen hat.

ASM kann Dinge tun wie Text basierend auf Regionen in einem Bild abrufen, verschiedene Teile eines Bildes erkennen, Bildunterschriften erstellen und Fragen zu Bildern beantworten. Unsere Hoffnung ist, dass dieses Modell eine solide Grundlage für zukünftige Forschungen im Bereich der künstlichen Intelligenz bietet, insbesondere bei der Entwicklung von Systemen, die mit menschlicher Intelligenz vergleichbar sind.

Die Bedeutung von Daten

Daten spielen eine entscheidende Rolle für den Erfolg von Deep Learning-Modellen, insbesondere in der visuellen Erkennung. Frühere Datensätze waren oft in Grösse und Umfang begrenzt, was es den Modellen erschwerte, effektiv zu lernen. Viele populäre Datensätze konzentrieren sich darauf, ganze Bilder zu klassifizieren, anstatt individuelle Elemente innerhalb dieser zu erkennen.

Um diese Einschränkungen zu beheben, haben wir den All-Sehende Datensatz erstellt. Unser Datensatz enthält nicht nur eine riesige Menge an Daten, sondern auch detaillierte Anmerkungen, die dem Modell helfen, effektiver zu lernen. Wir sammeln Daten mithilfe einer halbautomatischen Engine, die die Kosten für manuelle Anmerkungen erheblich reduziert.

Wie wir Daten gesammelt haben

Unser Datensammlungsprozess umfasst einen Kreislauf, der Datenerzeugung, menschliche Überprüfung und Modellverbesserung kombiniert. Zuerst verwenden wir verschiedene trainierte Modelle, die Regionen innerhalb von Bildern annotieren können. Nach diesem ersten Durchlauf überprüfen menschliche Annotatoren die Ergebnisse und geben Feedback, um die Qualität der Anmerkungen zu verbessern. Dieser Zyklus wird fortgesetzt, bis die Daten so genau wie möglich sind.

Wir nutzen auch eine Methode, bei der verschiedene Modelle zusammenarbeiten, um umfassende Standortinformationen zu sammeln. Dieser kollaborative Ansatz ermöglicht es uns, sicherzustellen, dass wir verschiedene Instanzen in einem Bild erfassen, ohne wichtige Details zu verpassen.

Die Rolle des menschlichen Feedbacks

Die menschliche Überprüfung ist entscheidend für die Qualität unseres Datensatzes. Auch wenn automatisierte Prozesse eine grosse Menge an Daten generieren, können sie immer noch Fehler produzieren. Um dem entgegenzuwirken, überprüft ein Team von menschlichen Annotatoren die gesammelten Daten. Sie überprüfen die Genauigkeit, korrigieren Fehler und stellen sicher, dass relevante semantische Tags an jede Region angehängt sind.

Diese menschliche Aufsicht verbessert nicht nur die Qualität der Daten, sondern erhöht auch die Zuverlässigkeit des auf diesen Daten trainierten Modells.

Wichtige Komponenten unseres Ansatzes

Vielfältige Datenquellen

Der All-Sehende Datensatz enthält eine Vielzahl von semantischen Tags, die von mehreren Modellen generiert wurden. Jedes Tag ermöglicht es dem Modell, die verschiedenen Objekte und Merkmale in Bildern besser zu identifizieren und zu beschreiben. Unterschiedliche Modelle konzentrieren sich auf unterschiedliche Aspekte, wie z. B. die Identifizierung primärer Objekte oder visueller Merkmale. Diese Strategie sorgt dafür, dass wir ein breites Spektrum an Konzepten erfassen.

Automatische und manuelle Annotation

Die Kombination aus automatischer Annotation mit menschlicher Überprüfung ermöglicht eine effiziente Datensammlung, während die Qualität sichergestellt wird. Automatisierte Anmerkungen generieren schnell eine beträchtliche Menge an Daten, während Menschen diese Eingaben verfeinern, um Fehler zu korrigieren und den endgültigen Datensatz zu verbessern.

Anwendung des All-Sehenden Modells

Das ASM-Modell zeigt beeindruckende Fähigkeiten in mehreren Bereichen. Es glänzt darin, Regionen eines Bildes mit dem entsprechenden Text in Einklang zu bringen und prägnante Antworten zu generieren. Die Fähigkeit des Modells, sowohl generative Aufgaben (Bildunterschriften erstellen und Fragen beantworten) als auch diskriminative Aufgaben (Text mit Bildern abgleichen) zu bewältigen, macht es vielseitig.

Ausserdem kann das ASM-Modell, obwohl es mit verschiedenen Datenquellen trainiert wurde, in unterschiedlichen Aufgaben erstklassige Leistungen erbringen, ohne dass eine spezielle Ausbildung für jede Aufgabe erforderlich ist.

Leistungsevaluation

Wir führen rigorose Bewertungen durch, um den Erfolg unseres Datensatzes und Modells zu messen. Durch den Vergleich unseres All-Sehenden Modells mit bestehenden Modellen können wir signifikante Verbesserungen in der Leistung sehen. Unsere Experimente zeigen, dass ASM konsequent andere populäre Modelle in der Erkennung und dem Verständnis von Objekten innerhalb von Bildern übertrifft.

Herausforderungen

Obwohl wir erhebliche Fortschritte gemacht haben, gibt es weiterhin Herausforderungen. Eine Herausforderung ist die begrenzte Verfügbarkeit von Open-World-Datensätzen, die angemessene Instanzdaten bieten. Viele bestehende Datensätze konzentrieren sich auf ganze Bilder und bieten nicht die detaillierten Informationen, die für eine effektive Visuelle Erkennung notwendig sind.

Eine andere Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass die räumlichen Informationen im Modell gut repräsentiert sind. Wir müssen ein Verständnis dafür bewahren, wie verschiedene Teile eines Bildes zueinander in Beziehung stehen, was komplex sein kann.

Ausblick

Unser Ziel ist es, die visuelle Erkennung und das Verständnis weiter voranzutreiben. Wir wollen unser Modell regelmässig optimieren, um sicherzustellen, dass es relevant und genau bleibt bei der Erkennung neuer Konzepte. Durch kontinuierliches Sammeln von Daten und Verbessern unseres Modells hoffen wir, der Entwicklung von künstlicher Intelligenz, die menschliches Verständnis der visuellen Welt imitiert, näher zu kommen.

Fazit

Das All-Sehende Projekt stellt einen bedeutenden Schritt dar, um zu verbessern, wie Maschinen die Welt wahrnehmen und verstehen. Durch die Nutzung eines reichhaltigen Datensatzes, der durch innovative Methoden gesammelt wurde, kombiniert mit einem robusten Modell, haben wir ein leistungsfähiges Werkzeug für die visuelle Erkennung geschaffen.

Die Arbeit, die in diesem Projekt geleistet wurde, legt eine Grundlage für zukünftige Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und leitet zukünftige Forschungen und Entwicklungen ein, die darauf abzielen, intelligente Systeme zu schaffen, die in der Lage sind, tiefes visuelles Verständnis zu erlangen.

Originalquelle

Titel: The All-Seeing Project: Towards Panoptic Visual Recognition and Understanding of the Open World

Zusammenfassung: We present the All-Seeing (AS) project: a large-scale data and model for recognizing and understanding everything in the open world. Using a scalable data engine that incorporates human feedback and efficient models in the loop, we create a new dataset (AS-1B) with over 1 billion regions annotated with semantic tags, question-answering pairs, and detailed captions. It covers a wide range of 3.5 million common and rare concepts in the real world, and has 132.2 billion tokens that describe the concepts and their attributes. Leveraging this new dataset, we develop the All-Seeing model (ASM), a unified framework for panoptic visual recognition and understanding. The model is trained with open-ended language prompts and locations, which allows it to generalize to various vision and language tasks with remarkable zero-shot performance, including region-text retrieval, region recognition, captioning, and question-answering. We hope that this project can serve as a foundation for vision-language artificial general intelligence research. Models and the dataset shall be released at https://github.com/OpenGVLab/All-Seeing, and demo can be seen at https://huggingface.co/spaces/OpenGVLab/all-seeing.

Autoren: Weiyun Wang, Min Shi, Qingyun Li, Wenhai Wang, Zhenhang Huang, Linjie Xing, Zhe Chen, Hao Li, Xizhou Zhu, Zhiguo Cao, Yushi Chen, Tong Lu, Jifeng Dai, Yu Qiao

Letzte Aktualisierung: 2023-08-03 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2308.01907

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.01907

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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