多模态指代消解模型在挑战赛中夺冠

多模态指代消解技术突破

配备屏幕的语音设备（如某智能终端）日益普及，这类设备需要解决多模态交互中的核心挑战：如何通过自然语言理解准确识别屏幕上被指代的对象。该任务被称为多模态指代消解，用户可能通过视觉属性（"红色外套"）、绝对位置（"右侧第二个"）、相对位置（"黑色外套旁边"）或对话历史（"刚才提到的"）来描述目标对象。

模型架构创新

基于视觉语言预训练模型VL-BERT，研究团队进行了三项关键改进：

1. 图结构表征
   通过图神经网络构建场景中物体的空间关系图，节点表示物体，边编码五种空间关系（上/下/左/右/包含）。图卷积网络生成包含邻域信息的节点嵌入。

2. 多源知识融合
   引入品牌、价格等非视觉元数据，扩展指代消解的语义维度。

3. 局部环境建模

   • 在目标物体周围生成8个方向采样框，提取局部视觉特征
   • 通过图像描述模型自动生成周边物体（如货架、桌子）的文本描述

技术实现细节

模型输入包含四类数据流：

• 语言流：对话文本、元数据及特殊标记
• 视觉流：整体场景特征、候选物体及其周边区域特征
• 片段流：区分对话轮次与查询内容
• 位置流：标记位置编码

性能表现

在DSTC10挑战赛中，该模型以F1分数领先。其创新性体现在：

• 通过图结构建模远距离物体关系
• 局部采样框解决未识别物体的上下文指代（如"柜台上的物品"）
• 自动生成的周边描述支持环境语境理解（如"长椅上的夹克"）

该技术将提升带屏设备的交互效率，使用户能更自然地表达意图。

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