Avancées dans l'adaptation des modèles vision-langage
Une nouvelle méthode améliore la performance des modèles d'image et de texte avec peu de données.
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Table des matières
Dans le monde de l'intelligence artificielle, y'a de plus en plus d'intérêt pour des modèles qui peuvent comprendre à la fois des images et du texte ensemble. Ces modèles, qu'on appelle modèles vision-langage, peuvent bosser sur plein de tâches comme classer des images selon des descriptions textuelles. Mais, Adapter ces modèles pour qu'ils soient efficaces sur des tâches spécifiques, ça peut être galère, surtout quand on a pas beaucoup de Données pour les entraîner.
Le défi avec les méthodes traditionnelles
Traditionnellement, pour adapter ces modèles, les chercheurs utilisent une méthode appelée apprentissage par prompts. Ça consiste à ajouter des instructions spéciales ou des prompts pour guider les modèles sur comment traiter et comprendre les données qu'ils reçoivent. L'idée, c'est d'utiliser ces prompts sans changer le modèle d'origine. Cependant, cette méthode peut parfois mener à des changements indésirables dans la façon dont le modèle interprète les données. Ces changements peuvent rendre le modèle moins fiable, surtout quand les données sont limitées.
Une nouvelle solution : Optimisation de prompt en lecture seule
Pour régler les problèmes des approches actuelles, une nouvelle méthode appelée Optimisation de Prompt en Lecture Seule (RPO) a été introduite. Cette méthode se concentre sur le fait de garder le cœur du modèle pré-entraîné intact tout en permettant au modèle d'apprendre de nouveaux prompts. RPO fait ça en utilisant une technique unique appelée Attention masquée, qui garantit que les prompts ne peuvent lire que des infos existantes sans les altérer.
Comment fonctionne RPO
RPO fonctionne de manière à ce que les prompts puissent rassembler des infos utiles à partir des données originales sans changer la façon dont ces données sont traitées en interne. Ça se fait en utilisant des tokens spéciaux du modèle pré-entraîné comme point de départ pour les prompts. Ces tokens spéciaux servent de repères efficaces pour aider à guider le processus d'apprentissage.
Dans RPO, les prompts sont utilisés dans les parties visuelles et textuelles du modèle. En faisant ça, le modèle peut mieux s'adapter à de nouvelles tâches tout en gardant les forces qu'il a acquises pendant son entraînement initial. RPO est non seulement efficace mais nécessite aussi moins de ressources, ce qui en fait une solution pratique pour pas mal d'applis.
Comparaison de RPO avec d'autres méthodes
En testant l'efficacité de RPO, on l'a comparé à d'autres méthodes populaires comme CLIP, CoOp et CoCoOp. Les résultats ont montré que RPO pouvait surpasser ces méthodes dans différents scénarios, surtout quand il y avait peu de données pour l'entraînement. RPO était meilleur pour maintenir la Performance sur différentes tâches sans introduire d'instabilité, ce qui peut arriver avec d'autres approches.
Importance de l'attention masquée
L'une des caractéristiques clés de RPO est son utilisation de l'attention masquée. Les mécanismes d'attention sont souvent utilisés dans les modèles IA pour identifier quelles parties des données d'entrée sont importantes pour le traitement. Dans RPO, l'attention masquée est utilisée pour empêcher les nouveaux prompts d'affecter négativement les infos originales. Cette approche stabilise la performance du modèle et lui permet de mieux généraliser sur diverses tâches.
Expériences et résultats
Dans divers tests, RPO a montré un grand potentiel. Par exemple, dans un ensemble d'expériences qui impliquaient de classifier des images avec très peu d'échantillons d'entraînement, RPO a maintenu une meilleure précision que les autres méthodes. La variance de performance était aussi significativement plus basse, ce qui signifie que RPO était beaucoup plus fiable sur différents essais.
Quand on regarde des benchmarks spécifiques, RPO a obtenu de bons scores tant en généralisation de base à nouveau (qui évalue à quel point un modèle peut s'adapter à de nouvelles étiquettes) qu'en généralisation de domaine (qui évalue à quel point le modèle peut gérer des variations dans les données qu'il rencontre). Les résultats indiquaient que RPO a une forte capacité à bien fonctionner même quand y'a pas beaucoup de données pour l'entraînement.
Répondre au besoin d'efficacité
Beaucoup de méthodes existantes peuvent avoir du mal avec l'efficacité, nécessitant beaucoup de puissance de calcul et de temps. RPO, en revanche, est conçu pour être léger en ressources tout en fournissant une excellente performance. Cette efficacité rend RPO particulièrement intéressant pour des applications réelles où les ressources de calcul peuvent être limitées.
En utilisant une structure simple qui ne modifie pas beaucoup le modèle pré-entraîné, RPO permet un processus d'adaptation plus rapide et fluide. C'est particulièrement important dans des contextes où des ajustements rapides sont essentiels pour réussir.
Conclusion
L'introduction de l'Optimisation de Prompt en Lecture Seule marque un pas en avant excitant dans l'adaptation des modèles vision-langage. En se concentrant sur la préservation des forces fondamentales des modèles pré-entraînés tout en permettant un apprentissage efficace à partir de nouveaux prompts, RPO présente une solide solution pour relever les défis rencontrés dans des situations avec peu de données.
Cette méthode offre non seulement une performance améliorée mais aborde aussi des problèmes de fiabilité et d'efficacité. À mesure que l'IA continue d'évoluer, des approches comme RPO joueront un rôle crucial pour rendre les modèles plus adaptables et capables de gérer une variété de tâches efficacement. Le parcours d'intégration des images et du texte dans l'IA est encore en cours, et des méthodes comme RPO offrent un aperçu prometteur de son potentiel futur.
Titre: Read-only Prompt Optimization for Vision-Language Few-shot Learning
Résumé: In recent years, prompt tuning has proven effective in adapting pre-trained vision-language models to downstream tasks. These methods aim to adapt the pre-trained models by introducing learnable prompts while keeping pre-trained weights frozen. However, learnable prompts can affect the internal representation within the self-attention module, which may negatively impact performance variance and generalization, especially in data-deficient settings. To address these issues, we propose a novel approach, Read-only Prompt Optimization (RPO). RPO leverages masked attention to prevent the internal representation shift in the pre-trained model. Further, to facilitate the optimization of RPO, the read-only prompts are initialized based on special tokens of the pre-trained model. Our extensive experiments demonstrate that RPO outperforms CLIP and CoCoOp in base-to-new generalization and domain generalization while displaying better robustness. Also, the proposed method achieves better generalization on extremely data-deficient settings, while improving parameter efficiency and computational overhead. Code is available at https://github.com/mlvlab/RPO.
Auteurs: Dongjun Lee, Seokwon Song, Jihee Suh, Joonmyung Choi, Sanghyeok Lee, Hyunwoo J. Kim
Dernière mise à jour: 2023-11-09 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.14960
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.14960
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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