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Mixed Signals: Decoding VLMs' Reasoning and Underlying Bias in Vision-Language Conflict

Created by
  • Haebom

저자

Pouya Pezeshkpour, Moin Aminnaseri, Estevam Hruschka

개요

본 논문은 비전-언어 모델(VLMs)이 이미지와 텍스트 정보 간의 상충되는 상황에 직면했을 때 어떻게 추론하는지, 그리고 그러한 추론에 내재된 편향성을 분석합니다. 수학, 과학, 시각적 설명 등을 다루는 다섯 개의 불일치 이미지-텍스트 쌍 데이터셋을 구축하여, VLMs의 추론 과정에서 텍스트 또는 이미지 정보에 대한 편향성을 분석합니다. 분석 결과, 간단한 질의에서는 텍스트에 대한 편향성이 크지만, 질의의 복잡성이 증가함에 따라 이미지에 대한 편향성이 증가하는 것을 확인했습니다. 이러한 편향성은 모델의 크기와도 상관관계를 보이며, 이미지 선호도와 텍스트 선호도의 차이는 작업과 모델에 따라 +56.8%에서 -74.4%까지 다양했습니다. 또한, 프롬프트 수정, 상충 정보 처리 지침 명시, 모달리티 분리 분석 후 결합 등 세 가지 편향 완화 전략을 탐구하였으며, 그 효과는 모델의 성능과 특정 모달리티와 밀접한 관련이 있음을 밝혔습니다.

시사점, 한계점

시사점:
VLMs의 이미지-텍스트 상충 상황에서의 추론 과정과 편향성에 대한 심층적인 이해를 제공합니다.
모델 크기와 편향성 간의 상관관계를 규명합니다.
VLMs의 편향성을 완화하기 위한 다양한 전략의 효과성을 평가하고 그 한계를 제시합니다.
실제 응용 분야에서 VLMs의 신뢰성 향상에 기여할 수 있는 연구입니다.
한계점:
제시된 편향 완화 전략의 효과가 모델과 작업에 따라 크게 달라지는 점은 추가적인 연구가 필요함을 시사합니다.
사용된 데이터셋의 범위가 제한적일 수 있으며, 더욱 다양한 상황과 데이터를 포함하는 연구가 필요합니다.
편향의 근본 원인에 대한 분석이 부족하여, 더욱 근본적인 해결책을 모색하기 위한 추가 연구가 필요합니다.
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