VRBench: A Benchmark for Multi-Step Reasoning in Long Narrative Videos

TL;DR

VRBench评估长视频多步推理能力,包含960个视频和8,243个问答对。

cs.CV 🔴 高级 2025-06-13 11 次浏览
Jiashuo Yu Yue Wu Meng Chu Zhifei Ren Zizheng Huang Pei Chu Ruijie Zhang Yinan He Qirui Li Songze Li Zhenxiang Li Zhongying Tu Conghui He Yu Qiao Yali Wang Yi Wang Limin Wang
视频推理 多步推理 长视频 人工智能 数据集

核心发现

方法论

VRBench通过人机协作框架生成多步推理链,涉及事件归因、隐含推理等七种类型。采用多阶段评估流程,既评估结果也评估过程。

关键结果

  • 在VRBench上评估的12个LLM和19个VLM中,Gemini-2.0-Pro模型表现最佳,准确率达74.61%。
  • GPT-4o模型在结果级别的准确率为68.68%,但过程评分仅为56.11%。
  • 开源模型InternVL2.5-78B在非专有VLM中表现最佳,准确率为62.31%。

研究意义

VRBench填补了现有评估中对时间推理和程序有效性的忽视,为多步推理能力的研究提供了新的标准,推动了学术界和工业界的发展。

技术贡献

VRBench首次支持视频推理的多步注释和评估,提供了新的评估指标和评分机制,揭示了现有模型在推理过程中的脆弱性。

新颖性

VRBench是首个专门用于长视频多步推理的基准,区别于以往的单步感知评估,强调时间关系和推理链的完整性。

局限性

  • VRBench的评估过程复杂,需大量人工参与,可能影响效率。
  • 模型在计数问题上表现不佳,需更细致的视觉感知。
  • 部分模型仅支持有限帧输入,影响推理准确性。

未来方向

未来可扩展VRBench的语言和视频类型,增强模型的多语言支持和长视频理解能力。

AI 总览摘要

VRBench是首个专为长视频多步推理设计的基准,解决了现有评估忽视时间推理和程序有效性的问题。它包含960个长视频和8,243个人工标注的问答对,通过多阶段过滤过程确保情节连贯性。我们开发了一个人机协作框架,生成需要多个时间步骤的推理链,涵盖七种类型。VRBench设计了一个多阶段评估流程,既评估结果也评估过程。除了最终结果的选择题,我们提出了一个进度级别的LLM指导评分指标,从多个维度全面评估推理链的质量。通过对12个LLM和19个VLM的广泛评估,我们进行了深入分析并提供了有价值的见解,推动了多步推理领域的发展。

VRBench的构建包括从YouTube收集长叙述视频,通过多阶段过滤过程确保情节连贯性。我们开发了一个人机协作框架,生成需要多个时间步骤的推理链,涵盖七种类型。VRBench设计了一个多阶段评估流程,既评估结果也评估过程。除了最终结果的选择题,我们提出了一个进度级别的LLM指导评分指标,从多个维度全面评估推理链的质量。通过对12个LLM和19个VLM的广泛评估,我们进行了深入分析并提供了有价值的见解,推动了多步推理领域的发展。

VRBench的构建包括从YouTube收集长叙述视频,通过多阶段过滤过程确保情节连贯性。我们开发了一个人机协作框架,生成需要多个时间步骤的推理链,涵盖七种类型。VRBench设计了一个多阶段评估流程,既评估结果也评估过程。除了最终结果的选择题,我们提出了一个进度级别的LLM指导评分指标,从多个维度全面评估推理链的质量。通过对12个LLM和19个VLM的广泛评估,我们进行了深入分析并提供了有价值的见解,推动了多步推理领域的发展。

深度分析

研究背景

视频推理领域近年来迅速发展,现有标准如GSM8K专注于数学和科学领域的知识,但忽视了视觉叙事内容中的情境分析。随着视觉语言模型的发展,评估复杂推理能力的基准变得尤为重要。

核心问题

现有评估过于强调领域专长而非情节驱动的推理,缺乏时间上有依据的推理链,且忽视了程序有效性。VRBench旨在解决这些挑战。

核心创新

VRBench是首个专门为长视频多步推理设计的基准,采用人机协作框架生成推理链,并设计了多阶段评估流程,既评估结果也评估过程。

方法详解

  • �� 收集960个长视频,确保情节连贯性
  • �� 通过人机协作框架生成推理链
  • �� 设计多阶段评估流程,评估结果和过程
  • �� 提出进度级别的LLM指导评分指标

实验设计

在VRBench上评估了12个LLM和19个VLM,采用多阶段评估流程,既评估结果也评估过程。通过广泛的实验分析,揭示了模型在推理过程中的脆弱性。

结果分析

Gemini-2.0-Pro模型在VRBench上表现最佳,准确率达74.61%。GPT-4o模型在结果级别的准确率为68.68%,但过程评分仅为56.11%。

应用场景

VRBench可用于评估模型的多步推理能力,推动视频理解领域的发展,特别是在长视频的时间关系分析上。

局限与展望

VRBench的评估过程复杂,需大量人工参与,可能影响效率。模型在计数问题上表现不佳,需更细致的视觉感知。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在看一部电影,电影中有很多角色和情节。VRBench就像一个聪明的助手,帮助你理解电影中每个角色的动机和事件之间的关系。它通过分析电影的每个片段,找出角色为什么做某件事,以及事件之间的因果关系。就像你在看电影时,助手会告诉你角色的心情变化和故事的发展方向。VRBench通过多步推理,帮助你更好地理解电影的复杂情节。

简单解释 像给14岁少年讲一样

嘿,小伙伴们!想象一下你在玩一个超级复杂的游戏,游戏里有很多角色和任务。VRBench就像一个超级聪明的游戏助手,帮助你理解每个角色为什么要完成某个任务,以及任务之间的关系。它会分析游戏的每个场景,告诉你角色的动机和任务的因果关系。就像你在玩游戏时,助手会告诉你角色的心情变化和故事的发展方向。VRBench通过多步推理,帮助你更好地理解游戏的复杂情节!

术语表

多步推理 (Multi-step reasoning)

涉及多个步骤的推理过程,通常需要时间上的连贯性。

在VRBench中用于评估模型的推理能力。

视觉语言模型 (Vision Language Model)

结合视觉和语言信息进行分析的模型。

在VRBench中用于视频内容的理解和推理。

人机协作框架 (Human-AI collaborative framework)

人类与AI共同参与的工作流程,用于生成推理链。

用于生成VRBench中的高质量推理链。

时间推理 (Temporal reasoning)

分析事件在时间上的关系和因果链。

VRBench强调时间推理的重要性。

进度级别评分 (Progress-level scoring)

评估推理过程质量的评分机制。

用于全面评估推理链的质量。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何提高模型在计数问题上的表现?现有模型在视觉感知上仍有不足。
  • 2 如何减少VRBench评估过程中的人工参与?自动化程度仍需提高。

应用场景

近期应用

视频内容分析

VRBench可用于分析长视频中的复杂情节,帮助理解角色动机和事件关系。

远期愿景

智能视频助手

未来,VRBench可发展为智能视频助手,实时分析电影和视频内容,提供观影建议。

原文摘要

We present VRBench, the first long narrative video benchmark crafted for evaluating large models' multi-step reasoning capabilities, addressing limitations in existing evaluations that overlook temporal reasoning and procedural validity. It comprises 960 long videos (with an average duration of 1.6 hours), along with 8,243 human-labeled multi-step question-answering pairs and 25,106 reasoning steps with timestamps. These videos are curated via a multi-stage filtering process including expert inter-rater reviewing to prioritize plot coherence. We develop a human-AI collaborative framework that generates coherent reasoning chains, each requiring multiple temporally grounded steps, spanning seven types (e.g., event attribution, implicit inference). VRBench designs a multi-phase evaluation pipeline that assesses models at both the outcome and process levels. Apart from the MCQs for the final results, we propose a progress-level LLM-guided scoring metric to evaluate the quality of the reasoning chain from multiple dimensions comprehensively. Through extensive evaluations of 12 LLMs and 19 VLMs on VRBench, we undertake a thorough analysis and provide valuable insights that advance the field of multi-step reasoning.

cs.CV cs.AI cs.MM