Negative Object Presence Evaluation (NOPE) to Measure Object Hallucination in Vision-Language Models

TL;DR

NOPE评估视觉语言模型中的对象幻觉,发现所有模型在NegP数据集上的准确率均低于10%。

cs.CV 🔴 高级 2023-10-09 9 次浏览
Holy Lovenia Wenliang Dai Samuel Cahyawijaya Ziwei Ji Pascale Fung
视觉语言模型 对象幻觉 NOPE NegP数据 评估基准

核心发现

方法论

NOPE通过视觉问答评估对象幻觉,利用大型语言模型生成29.5k高质量NegP数据。研究了10个最先进的视觉语言模型在识别视觉问题中对象不存在的表现。

关键结果

  • 所有模型在NegP数据集上的准确率均低于10%,表明没有模型能完全避免对象幻觉。
  • 在9个其他VQA数据集上的标准性能评估显示模型在标准视觉问题上的表现。
  • 发现词汇多样性大的视觉问题、范围广的问题类型和场景相关对象增加了对象幻觉的风险。

研究意义

该研究为视觉语言模型中的对象幻觉提供了一个通用评估标准,有助于深入了解并减轻这一问题。通过NOPE,研究者可以更好地识别和解决模型中的对象幻觉问题。

技术贡献

NOPE提供了一种新的评估对象幻觉的方法,与现有方法相比具有更高的通用性和可扩展性。利用大规模语言模型生成高质量的NegP数据,为研究对象幻觉提供了新的途径。

新颖性

NOPE是第一个专门评估视觉语言模型中对象幻觉的基准,采用了独特的NegP数据生成方法,填补了现有评估方法的空白。

局限性

  • 模型在词汇多样性大的问题上表现较差,容易出现对象幻觉。
  • 现有模型对场景相关对象的理解仍有不足,容易产生幻觉。

未来方向

未来工作可以探索如何提高模型在高词汇多样性和场景相关对象上的表现,开发更强大的视觉语言模型。

AI 总览摘要

对象幻觉是视觉语言模型面临的一个重大挑战,常导致生成无意义或不真实的响应。现有解决方案缺乏通用评估标准,无法有效识别和减轻这一问题。为此,研究人员提出了NOPE,通过视觉问答评估对象幻觉。NOPE利用大型语言模型生成高质量的NegP数据,评估了10个最先进的视觉语言模型在识别对象不存在方面的表现。实验结果显示,所有模型在NegP数据集上的准确率均低于10%,表明没有模型能完全避免对象幻觉。该研究为视觉语言模型中的对象幻觉提供了一个通用评估标准,有助于深入了解并减轻这一问题。未来工作可以探索如何提高模型在高词汇多样性和场景相关对象上的表现,开发更强大的视觉语言模型。

深度分析

研究背景

近年来,视觉语言研究领域涌现了许多旨在缩小人类与模型能力差距的方法和模型。然而,尽管有这些努力,视觉语言模型仍然面临对象幻觉的问题,生成的响应中包含输入图像中不存在的对象。

核心问题

对象幻觉是视觉语言模型生成不真实答案的主要原因。现有评估方法在通用性和可扩展性方面存在挑战,无法有效评估对象幻觉。

核心创新

NOPE通过视觉问答评估对象幻觉,利用大型语言模型生成高质量NegP数据。与现有方法相比,NOPE具有更高的通用性和可扩展性。

方法详解

  • �� 利用大型语言模型生成29.5k NegP数据
  • �� 评估10个视觉语言模型在识别对象不存在方面的表现
  • �� 分析词汇多样性、问题类型和场景相关对象对对象幻觉的影响

实验设计

实验设计包括评估10个视觉语言模型在NegP数据集上的表现,并在9个其他VQA数据集上进行标准性能评估。通过分析词汇多样性和场景相关对象对模型表现的影响,揭示对象幻觉的风险因素。

结果分析

所有模型在NegP数据集上的准确率均低于10%,表明没有模型能完全避免对象幻觉。词汇多样性大的视觉问题、范围广的问题类型和场景相关对象增加了对象幻觉的风险。

应用场景

NOPE可以用于评估视觉语言模型的对象幻觉问题,帮助研究人员识别和解决模型中的对象幻觉问题。

局限与展望

模型在词汇多样性大的问题上表现较差,容易出现对象幻觉。现有模型对场景相关对象的理解仍有不足,容易产生幻觉。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在看一幅画,画中有一个长椅,但没有人坐在那里。视觉语言模型有时会错误地认为有一个人坐在那里,这就是对象幻觉。NOPE就像一个侦探,专门找出这些错误。它通过问一些关于画的问题,比如“这里有没有人?”来检查模型是否能正确识别画中的对象。通过这种方法,NOPE帮助我们识别哪些模型容易犯错,并找出如何改进它们。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在玩一个游戏,游戏中有很多图片。你的任务是找出图片中没有的东西,比如“这里有没有猫?”有时候,游戏会给你错误的答案,说有猫,但实际上没有。这就是对象幻觉。NOPE就像一个超级聪明的助手,帮助你找出这些错误。它通过问一些聪明的问题来检查游戏的答案是否正确。这样,我们就能知道哪些游戏容易犯错,并找出如何改进它们。

术语表

视觉语言模型

结合视觉和语言信息进行处理的模型。

在研究中用于评估对象幻觉。

对象幻觉

模型生成的响应中包含不存在的对象。

NOPE用于识别和评估对象幻觉。

NegP数据

指代不存在对象的负面代词数据。

用于NOPE评估对象幻觉。

NOPE

评估视觉语言模型中对象幻觉的基准。

通过视觉问答评估对象幻觉。

视觉问答

结合视觉信息回答问题的任务。

用于NOPE评估对象幻觉。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何提高模型在高词汇多样性问题上的表现?
  • 2 如何减少模型对场景相关对象的幻觉?

应用场景

近期应用

模型评估

NOPE可用于评估视觉语言模型的对象幻觉问题,帮助研究人员识别和解决模型中的对象幻觉问题。

远期愿景

模型改进

通过NOPE的评估结果,开发更强大的视觉语言模型,减少对象幻觉,提高模型的准确性。

原文摘要

Object hallucination poses a significant challenge in vision-language (VL) models, often leading to the generation of nonsensical or unfaithful responses with non-existent objects. However, the absence of a general measurement for evaluating object hallucination in VL models has hindered our understanding and ability to mitigate this issue. In this work, we present NOPE (Negative Object Presence Evaluation), a novel benchmark designed to assess object hallucination in VL models through visual question answering (VQA). We propose a cost-effective and scalable approach utilizing large language models to generate 29.5k synthetic negative pronoun (NegP) data of high quality for NOPE. We extensively investigate the performance of 10 state-of-the-art VL models in discerning the non-existence of objects in visual questions, where the ground truth answers are denoted as NegP (e.g., "none"). Additionally, we evaluate their standard performance on visual questions on 9 other VQA datasets. Through our experiments, we demonstrate that no VL model is immune to the vulnerability of object hallucination, as all models achieve accuracy below 10\% on NegP. Furthermore, we uncover that lexically diverse visual questions, question types with large scopes, and scene-relevant objects capitalize the risk of object hallucination in VL models.

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